과학(科學)을 통해 배우는, 강해지는 요령(1)


격투기는 문자(文字) 그대로 '격투기술의 체계'를 말한다. 즉, 인간이 갖고 태어난 신체를 합리적으로 사용하여 싸우는 기술을 의미한다. 비단 격투기에 국한하지 않고, 모든 스포츠는 기초체력과 그것을 활용하는 기술이 조화를 이룸으로써 성립될 수 있다. 이 장에서는 그 중에서 현재 각자가 지니고 있는 기초체력을 바탕으로 하여, 그것을 얼마나 슬기롭게 사용해야 하는지에 대해서, 특히 격투기에 있어서 합리적인 움직임에 대해 알아보고자 한다. 격투기에 필요한 기초체력을 향상시키는 트레이닝법에 대해서는 다음 기회를 통해 알아보기로 하자.



-몸(筋肉)에 힘을 빼야만, 힘이 생기는 불가사의에 대해


●역학의 원리를 활용하자●
씨름이나 유도, 일본의 스모 등의 스포츠에서는 '근육(筋肉)이 내는 힘'을 중요하게 생각하고 있지만, 펀치나 킥을 주체로 하는 격투기에서는 힘에 '의존'하는 것을 경계하는 경향이 강하다. 특히, 중국의 북파권법에서는 "발경"이라는, 특수한 힘을 강조하면서 '근육에 의한 힘'을 은근슬쩍 경시하는 풍조까지 보이고 있다.

그런데, 역학적인 입장에서 보면, 펀치나 킥, 또한 특별히 일정한 스포츠에만 국한하지 않고, 모든 신체의 운동(움직임)은 힘에 의해 발생하고, 힘과 운동의 관계는 '운동방정식'에 의해 결정된다.

인간이 걸어다니는 동작부터 스페이스 셔틀의 궤도까지 모두 운동방정식에 의해 엄밀하게 정해져 있다. 예를 들어서, 우주 로켓이 예정된 궤도에서 벗어났다고 하자, 그것은 어디까지나 엔진이 어떤 알 수 없는 원인에 의해 예정되어진 힘(추력:推力)을 충분히 발생시키지 못한 데에 그 원인이 있는 것이지, 결코 운동방정식 그 자체에 오차가 있는 것은 아니라는 것이다.


다시 말하자면, 운동방정식은 달로켓을 달 표면의 정확한 목표지점에 착륙시키거나, 천체의 궤도 계산에 응용하면 앞으로 천년 뒤에 있을 '일식'에 대해서도 정확하게 예언할 수 있을 정도로 정밀하다.

어쨌든, 이 운동방정식에 의하면 물체에 커다란 힘이 작용할수록 물체는 힘의 크기에 비례해서 가속도를 갖게 된다고 한다. 즉, 근육이 큰 힘을 낼수록 신체의 움직임은 빨라지고, 펀치나 킥의 스피드도 증가한다. 그렇다면, 왜 '힘에 의존'하는 것이 좋지 않다는 것일까? 결론부터 말하자면, '힘에 의존'했을 경우, '힘을 썼다는 감각'은 강하지만, 실제로 역학적인 힘은 생각만큼 발생하지 않았을 수도 있다. 혹은, 실제로 힘은 발생했지만, 목적으로 하는 동작과 제대로 연결되지 않았을 수도 있다. 자, 그럼 지금부터 그 문제에 관해 찬찬히 살펴보도록 하자.

처음에는 '릴렉세이션'의 문제이다. 예를 들어서, 팔꿈치를 접거나 펴는 동작을 생각해보자. 팔꿈치를 굽히는 주된 근육은 상완이두근이, 펴는(신장) 근육은 상완삼두근이 그 역할을 담당하고 있다. 이 두개의 근육은 서로 반대작용(길항작용)을 하고 있기 때문에 이 둘의 관계를 '길항근'이라 부른다.

즉, 상완이두근이 수축해서 팔꿈치를 굽히려고 할 때, 삼완삼두근은 근육에 힘이 빠진 상태(脫力)에서 저항없이 신장되지 않으면 안된다. 바로 이것이 릴렉세이션이다. 만약 삼두근도 동시에 수축하려고 하게 되면, 결국 이두근의 힘을 죽이는 결과가 되고 만다. 이것은 마치 문을 안과 밖에서 둘다 같은 힘으로 잡아 당기는 모습과 같은 것으로 어느 한쪽에서 양보하지 않는 한 문은 쉽사리 열리지 않는다. 근육의 경우도 마찬가지이다.

이처럼 길항근(拮抗筋)을 동시에 작용시키면 '힘의 감각'은 크지만, '역학적인 힘'은 작아진다. 그 극단적인 예가 팔꿈치를 굽혀놓고 이두근과 삼두근을 동일한 '힘'으로 수축시켜, '알통'을 만든 상태라 할 수 있다. 양쪽 근육의 힘이 서로 동일하게 작용하고 있기 때문에, 실제로 팔꿈치 관절을 굽히는 힘은 플러스 마이너스 제로인 상태가 되어 있는 것이다.

힘을 빼야할 근육에 쓸데없이 힘이 들어가서 본래의 운동을 방해하고 있는 상태를 가리켜서 '허력상태(헛된 힘을 발휘하고 있는 상태)'라고 한다. 이 허력상태에서 펀치를 뻗게 되면, 주먹을 내뻗는 근육과 끌어 당기는 근육이 동시에 작용하여 스피드를 내기 어렵고, 본인은 기껏 '힘을 썼다'고 생각하겠지만, 정작 그에 비하면 효과는 초라한 편이다. 즉, "힘에 의존하지 말라"는 의미는 '허력'을 내지 말라는 뜻이며, 힘을 빼야만 하는 근육에 힘을 빼줌으로써 "주력근"이 제 역할을 충실히 하여 효율적인 동작을 할 수 있는 것이다.


과학을 통해 배우는, 강해지는 요령(2)
②소(小) 능히 대(大)를 제압한다!!
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◆하반신의 대근육군(大筋肉群)이야말로 파워 발생의 근원◆
앞 항목에서는 "힘(力)"이 문제였다. 힘을 발생시키는 것은 물론 근육의 역할이지만, 그 힘은 골격에 의해 전달되며, 그렇게 전달된 힘은 자신의 몸을 움직이거나, 외부에 적극적인 작용을 하게 된다. 따라서, 신체(근육과 골격)의 합리적인 움직임에 대해 알고 싶다면, 이 근육과 골격의 구실에 대해 정확하게 알아둬야만 한다.

인간의 신체는 약 200여개의 뼈가 관절에 의해 결합되어 지렛대의 집합체인 골격(骨格)을 구성하고 있다. 근육은 양 끝단이 건(腱)으로 되어 있으며, 모든 근육은 적어도 하나의 관절에 걸쳐있으며, 또 다른 뼈에 의해 건으로 연결된다. 앞 항목에서 "길항근(拮抗筋)"에 대해 소개할 때 언급한 바 있지만, 근육은 수축을 할 때에만 파워를 발생시키며, 스스로 힘을 발생시켜 신장운동을 하지는 못한다. 근육이 수축하면 건이 뼈를 끌어 당기기 때문에 관절의 각도가 변해 신체운동이 발생하는 것이다.

이처럼 에너지(혹은, 파워=힘)를 내는 엔진의 역할은 근육이 담당하고, 골격은 그것을 이용하기 쉬운 형태로 전달하는 작용을 한다. 그림을 통해 팔꿈치 관절을 굽히는 상완이두근에 대해 살펴보기로 하자. <그림2>의 (a)처럼 팔꿈치를 직각으로 구부린 다음 손목 부근에 20kg의 물체를 올려놓고 지탱하고 있다고 가정해보자.

지렛대비(比)가 L:l=5:1 이라면, 이때 상완이두근은 물체의 무게 약 5배에 해당하는 100kg의 힘으로 수축하려 하고 있으며, 팔꿈치 관절에는 80kg의 압축력이 걸려있다. 관절 뿐만 아니라 상완과 전완의 뼈에도 이 힘에 상응하는 내부 응력이 발생하고 있는 것이다. 이두근의 수축력이 손목의 1/5로 줄어들기 때문에 어쩐지 손해를 보는 느낌이 들수도 있지만, 그대신 이 근육이 1cm 수축하면 손목은 5cm 솟아오르게 된다. 즉, 지렛대의 작용에 의해 근육의 힘은 약해지지만 반대로 움직임이 확대되기 때문이다. 하반신 쪽으로 눈을 돌려보면, 무릎관절은 대퇴사두근에 의해 신장하지만, 스피드가 중요한 관절이기 때문에 지렛대비는 8:1로 크다.

발목 관절은 아킬레스건에 연결되는 비복근 등에 의해 신장하지만, 여기에는 전신의 무게가 걸리기 때문에 지렛대비는 3:1로 작고, 커다란 힘을 낼 수 있게 된다. 한편, <그림2>의 (b)처럼 똑같은 무게의 물체를 팔을 밑으로 쫘악 편 상태로 들고 있다고 가정해보자. 실제로 한번 이두근을 만져보면 금방 알 수 있겠지만, 이두근은 전혀 파워를 발생시키지 않고 있다.

팔꿈치 관절은 20kg의 힘(엄밀하게 말하자면, 거기에는 손과 전완의 무게가 함께 실려있다)에 의해 이끌리고 있지만, 실제로 이에 대항하여 관절이 빠지는 것을 방지하고 있는 것은 관절을 둘러싸고 있는 인대(靭帶)의 장력(張力)이다. 대기압도 관절이 빠지는 것을 방지해준다. 이처럼 똑같은 20kg의 무게를 지탱하는 데에도 관절의 각도에 따라 필요한 근육의 수축력은 달라진다. 똑같은 자신의 체중을 지탱하는 데에도 똑바로 서면 체중은 다리 뼈에 의해 지탱되므로 편하지만, 허리를 굽힌 어정쩡한 자세를 취하고 있으면 무릎을 신장시키는 대퇴사두근에 부담이 걸리기 때문에 넙적다리가 아파온다.

이런 사실들은, 이미 앞 항목에서도 다룬 바 있지만 "근육의 힘과 실제 외부로 발산되어 나온 힘에는 차이가 있다"는 이론에 대한 좋은 예가 될 것이다. 다음에, <그림2>와 같이 똑같은 무게 ω의 물체를 팔꿈치 관절의 각도를 바꿔서 들었을 때, 어깨 관절에 걸리는 부담에 대해 생각해보자(그림3). <그림3>의 (a)와 같이 팔꿈치를 직각으로 구부리면, 이 물체의 무게는 어깨 주위의 모먼트N=ωL을 갖고, 상완을 뒤로 회전시키려고 한다. 이에 대항하여 상완을 연직(鉛直:수평면에 직각을 이루는 방향)으로 유지하려면, 어깨 관절의 근육에 의해 상완을 앞으로 회전시키려는 똑같은 크기의 모먼트 Ns=ωL 을 만들지 않으면 안된다.

한편, <그림3>의 (b)와 같이 팔을 똑바로 늘어트리면 이와 같은 모먼트는 필요로 하지 않게 되어 어깨의 근육은 부담이 가벼워진다. <그림3>의 (a),(b) 어느쪽의 경우에도 어깨 관절이 있는 견갑골을 동체(胴體:몸통)로 고정하기 때문에 승모근 등의 근육이 작용하고 있다. 또한, 전신의 자세를 유지하기 위해 동체와 하반신의 근육도 동원되고 있다. 이처럼, 팔꿈치의 각도를 변화시킨 것 만으로도 전신 근육의 작용방향이 바뀌는 것이다. 그러나, 우리들이 의식할 수 있는 것은 주로 팔꿈치를 구부리는 상완이두근의 긴장감 뿐이다.

이와 같은 예를 통해서도 알 수 있듯이, 인간은 어떠한 동작을 행하더라도 무의식적으로 전신의 근육을 사용하고 있는 것이다. 가끔 의식에 사로잡혀 일부의 근육에 힘을 "집중"시켜도 전신이 그것에 협조할 수 있는 태세를 갖추고 있지 않으면, 우리가 바라는 진정한 힘은 조금도 발휘할 수 없다. 이와 같은 사항들은 염두에 두고 근육이 파워를 발휘할 때의 간단한 "역학"에 대해서 생각해보기로 하자.

근육은 두께(횡단면적S)에 비례한 크기의 수축력 f를 낸다. 또한, 그 수축 속도 v는 자신의 자연스러운 길이 l에 비례한다(그림4). 한쪽 끝(A1,A2,A3)을 고정시켜놓고 생각해보면 이해하기 쉬운데, 다른 한쪽 끝(B1,B2,B3)에서 부착한 뼈를 끌며 일을 한다. 근육이 내는 파워 P는, 파워=수축력Ｘ수축속도(P=fＸv=fv)이다. 전술했던 것처럼 수축력 f는 횡단면적 S에, 수축 속도 v는 자연스러운 길이 l에 비례하기 때문에 앞의 공식에 의해 P=fv∝Sl=횡단면적Ｘ길이∝육체의 체적이 된다.

즉, 육체가 내는 파워 P는 그 체적에 비례한다. 바꿔서 말하면, 큰 근육을 갖고 있을수록 큰 파워를 낼 수 있다는 뜻이 된다.


근육의 수축력은 횡단면적S에 비례하고, 수축 속도는 길이 l에 비례한다. 두껍고 긴 근육일수록 큰 파워(수축력Ｘ수축속도)를 낼 수 있다

이 지식을 전제로 하여, 인간의 근육이 몸의 어느 곳에 많이 분포되어 있는지를 살펴보면, 하반신 즉 대부분의 근육이 다리와 허리부분에 집중되어 있다는 것을 알 수 있다. 팔은 자신의 눈과 가깝기 때문에 크게 보이지만, 실제로 근육량은 그렇게 많지 않다. 예를 들면, 보디빌딩(웨이트 트레이닝)으로 근육을 한계 상황까지 단련시킨 미스터 유니버스가 알통을 만들어 상완을 볼록하게 해보였을 때에도 둘레를 재보면 기껏해야 50cm 정도에 불과하다. 하지만, 전혀 근육 운동을 하지 않은 평범한 일반인들이라도 넙적다리 근육의 둘레를 재어 보면 보통 이 정도의 두께는 누구나 다 갖고 있다.

두께 뿐만 아니라, 다리는 팔보다 훨씬 길기 대문에 "근육량"으로 따지면, 약 3배 반 정도 많다. 즉, 보통 사람도 다리로는 미스터 유니버스의 팔 이상의 파워를 발휘 할 수 있다는 뜻이다. 체격이나 체력이 뛰어난 사람을 상대로 하더라도 하반신의 힘과 파워를 슬기롭게만 사용한다면 "파워"에 있어서는 결코 뒤쳐지지 않을 것이다. 다른 항목에서 더 자세히 다루겠지만, 얼핏 보기에 팔의 역할이 가장 중요해 보이는 지르기(펀치) 기술에 있어서도, 팔의 움직임을 가속시키는 파워의 대부분은 팔 이외의 부분, 즉 하반신에서 발생한다는 사실 만은 기억해두기 바란다.

극단적으로 이야기 하자면, "현재 지르기를 하고 있는 팔은 하반신의 파워를 상대에게 전달하는 도구에 불과하다"는 것이다. 즉, 하반신의 대근육군으로부터 커다란 힘과 파워를 끌어냄과 동시에 그것을 효율적으로 팔 등의 각 신체 부위로 전달할 수 있도록, 열심히 연습하는 것이야 말로 실력 향상의 지름길인 것이다.


전광석화(電光石火), 빠른 회수의 요령--관절을 보호해주는 무의식의 감속기능

이미 지난 연재를 통해 다들 알고 있으리라 생각되지만, "감각으로 느끼는 힘"과 "실제로 발휘되는 힘"의 사이에는 커다란 차이가 있다. 사실, 우리들의 신체는 본인도 모르는 사이(전혀 의식하지 못하는 순간)에 커다란 힘을 발휘하고, 과격한 동작 중에도 안전을 확보하고 있는 것이다.

세상에 존재하는 어떤 무술(격투기)을 막론하고, 지르기를 마친 주먹은 상대에게 붙잡히기 직전에 회수하려는 동작을 취한다. 이 "회수"를 가장 중시하고 있는 무술 중 하나가 "극진공수도(極眞空手道)"이다.

그런데, 무술에 입문한 초보자가 지르기를 마친 팔의 "회수"에만 지나치게 의식을 집중하게 되면(반드시 빠르게 "회수"해야만 한다는 일종의 강박관념), 정작 지르기 한 팔이 완전히 신장하기도 전에 회수를 하는 나쁜 버릇이 생기고 만다. 따라서, 처음에는 회수하는 것을 의식하지 않고, "마지막까지 뻗을 수 있는 훈련"을 할 수 있도록 도와줘야 한다.

특별한 경우를 제외한다면, 세상에 존재하는 모든 무술 유파에서는 "지르기" 연습 때에는 팔을 신장할 수 있는 한계상황까지 뻗는(지르는) 훈련을 하고 있을 것이다(아니, 실제로는 그렇게 생각하고 수련에 임하고 있다고 표현하는 편이 타당할 지도 모르지만). 그런데, 사실을 알고 보면, 지르기 연습을 하는 동안 우리는 전혀 의식하지 못하고 있겠지만, 팔이 완전히 신장하기 바로 직전에 이미 "회수" 동작이 시작되고 있다고 한다.

만약, 정말로 팔이 완전히 신장할 때까지 지르기 동작이 계속된다면, 그 기세로 말미암아 팔꿈치 관절은 한계 이상으로 신장하여, 고장(부상)을 일으키고 만다. 간단하게, 자동차의 문을 예로 들어보자. 영화에서 흔히 등장하는 장면 중 하나이다. 적들이 주인공이 탄 자동차를 사방으로 에워싸고 서 있을 때를 상상해보자. 급박한 상황을 알아챈 주인공이 안에서 자동차 문을 박차고 나오는 것을 본 적이 있을 것이다. 눈치 빠른 사람이라면 이미 파악했을 것이다. 주인공이 발로 자동차 문을 박차는 순간, 평상시 손으로 여닫던 힘(기세)과는 사뭇 다른 풀 파워로 말미암아, 자동차 문에 달려있던 경첩은 힘의 한계를 견디지 못하고 고장을 일으키고 만다.
상완삼두근

아마, 자동차의 문은 뼈가 부러져서 꺽여버린 팔꿈치처럼 너덜너덜한 상황을 연출하고 있을 것이다. 이렇게, 한계 상황을 벗어나서 지나치게 큰 힘이 작용하면 인체 역시 자동차의 문처럼 컨트롤 기능을 상실한 채 처참하게 부서지고 말 것이다.

그러나, 우리의 인체는 그러한 한계 상황을 피하기 위해, 우리도 의식하지 못하는 사이에 팔꿈치를 신장시키는 주동근(主動筋:주로 움직이는 근육)인 상완삼두근을, "지르기"가 끝나는 바로 직전부터 수축을 끝내게 하고, 그 길항근에 해당하는 상완이두근과 그 외의 근육을 폭발적으로 수축시켜 팔꿈치가 신장하는 기세를 한풀 꺽어주고 있는 것이다.

내지른 주먹이 한번 최고속도에 도달하고 나서 감속을 시작하여 완전하게 정지할 때까지의 시간은 약 "0.03초"라고 한다. 주먹의 최고속도를 초속 10m, 질량을 0.6kg이라고 한다면, 주먹을 감속시키기 위해 손목의 관절은 주먹을 평균 20kg의 힘으로 끌어당기고 있다는 계산이 나온다. 마찬가지로, 전완(前腕)을 감속시키는데 약 25kg의 힘이 작용하고 있다. 결국, 팔꿈치 관절에는 합계 약 45kg의 힘이 작용하고 있는 것이다.

동일한 방법으로 계산해보면, 어깨 관절에는 어깨 전체를 감속시키기 위해 약 80kg의 힘이 작용하고 있는 것이다. 이는 감속 중에 있는 힘의 평균치이기 때문에 순간적으로는 훨씬 더 큰 힘이 작용하고 있는 것이다. 이렇게 무의식적인 힘에 의해 내지른 팔의 관절은 스스로의 힘으로 손상을 방지하고 있는 것이다.

이렇게 우리들 인간의 신체는 그 누구도 의식하지 못하는 사이에 스스로 힘을 작용시켜 신체를 보호하고 있는 것이다. 이런, 신체구조의 정교함(무의식적인 감속력)을 그대로 지르기의 "회수" 동작에 응용시킬 수만 있다면, 흔희 무술의 달인에게서나 찾아볼 수 있는 빠른 회수 기술도 발휘할 수 있게 될 것이다. 아무튼, 어깨 관절이 지르기를 마친 팔을 커다란 힘으로 끌어당기고 있다고 하면, 작용반작용(作用反作用)의 법칙에 의해 팔은 어깨 관절을 동일한 힘으로 전방으로 끌어당기고 있음에 틀림없다. 그 힘의 "역적(力積:충력량)"은 허공지르기가 아닌, 실제로 주먹을 고정 표적에 맞췄을 때의 충격력과 거의 동일한 역적(충격량)이라 할 수 있다. 이 역적(力積:충격량)을 이용하여 체중 70kg인 상대의 보디에 명중시켰을 경우, 초속 0.3m 힘으로 상대를 날려버릴 수 있는 위력을 지니고 있다. 허공에 대고 지르기를 하는 경우에도 항상 이 정도의 역적을 의식하면서 행하도록 해야 한다.

지금까지는 이해하기 쉽게 설명하고자 지르기 한 팔을 감속시키는 힘에 대해서만 설명했지만, 실제로는 팔을 내지르게 되면 동시에 몸도 같이 전진(前進)하고 있는 것이다. 따라서, 몸이 전진하는 것을 정지시키기 위해서는 동일한 힘이 몸의 내부와 발, 그리고 바닥 사이에서도 작용하고 있어야 한다. 초보자가 지르기를 회피 당해 몸을 비틀거리는 이유는 자세가 안정되어 있지 않기 때문에 자신이 내지른 팔과 몸을 감속시키기 위해서 필요로 하는 힘을 제대로 발휘하지 못하기 때문이다. 또한, 숙련자의 경우에도, 허공에 지르는 지르기와 목표물에 내지르는 지르기(감속할 필요가 없는 지르기)에는 자세에서 미묘한 차이를 보이고 있다.

또 숙련자라고 하더라도 평소와 다른 타이밍으로 지르기를 하게 되면, 팔꿈치가 "찌릿"하면서 팔꿈치가 끊어질 듯한 격심한 통증을 느끼게 되는데, 이것은 자세(폼)를 갑작스럽게 변경했기 때문에 신경계의 조정 기능이 흐트러져서 주먹(팔)을 감속시키는 근육의 작용이 늦게 반응한 때문이다.



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인체의 모든 행위는 심장과 직접적 연관이 있습니다.심장은 바로 소뇌의 자율신경
에 지배를 받아 항상 움직이도록 프로그램되어 있지만 대뇌의 영향(인지,판단)을
받기도 합니다.감정이 격해졌을땐 심박수가 빨라지고 이완됐을땐 느려지는 것처럼.....
그런데 검도의 타격에서 "빨리 이 타이밍에 쳐야된다"는 의식을 하게 되면 그 생각은 타율신경을 통해 각 근육에 많은 에너지를 투입하라고 심장의 자율신경에 앞선 절대적 명령을 내립니다.그러면 심장은 순간적으로 평상시보다 큰 진폭의 팽창과 수축을 해야
합니다.동시에 많은 에너지가 근육속에서 산화하겠죠.문제는 순간동작을 위해
심장의 움직임을 변화시킬 필요가 있느냐 하는게, 힘을 빼고 쳐야 되는 가장 큰 문제
인것 같습니다.심장이 대뇌의 명령을 받고 순간 심장박동을 변화시키는데 분명 0.몇초의
딜레이가 있다고 봅니다.또한 우리 몸은 굳이 마음이 딴 곳으로 쏠리지 않으면
순간대응은 평상시의 심장박동만으로도 충분하다고 여겨집니다.그런데 긴장하여
의식작용이 강해지면 심장도 긴장할수 밖에 없고, 자연히 "이때 쳐야된다"는 의식을
하게 되면 심장은 타율신경의 지배를 받아 변화가 있을 수 밖에 없고 순간 딜레이가 생기면서 힘은 쓸데없이 들어가고 말겠지요....


다음 카페 검도사랑에서 퍼온 글입니다.