馬拉松冠軍不同配速著地方式大揭秘
為什麼運動員與普通大眾在著地方式上呈現巨大差異？是因為速度不同，運動員跑得快，普通跑友跑得慢嗎？如果讓運動員跑慢一點，他們還會前腳掌著地嗎？不用在意什麼部位著地，自然落地就行，這句話對嗎？今天，我們帶你深入分析著地方式。
首先強調一點，本文所說的前腳掌不是指腳尖，而是泛指腳前1/3的位置，專業術語為跖骨頭所在位置。前腳掌著地也就是跖骨頭著地。
一、對前腳掌和腳跟著地的科學實證
跑步著地時，體重加之慣性，人體會對地面產生2-3倍於體重的衝擊力，根據牛頓第三定律，有作用力必有反作用力，這時地面就會給人體大小方向相反的反作用力（Ground Reaction Force，簡稱GRF）。
因此，我們可以感受到來自於地面的振動和衝擊，不合理的、過大的、持續的地面反作用力很可能對於骨骼關節帶來負面影響，導致應力性骨折、關節磨損等問題。
那麼，我們怎樣著地才能減少來自於地面的反作用力呢？事實上，力不會變，更改變的就是力的作用效果，也即將力緩衝掉。舉一個例子，當我們從高處跳下，如果你的下肢關節都是完全伸直的，整個腳掌直接著地，那麼可以想像你會伴隨砰的一聲落地，受到極大的地面反作用力，而如果你充分屈曲下肢髖膝踝三個關節，用前腳掌著地，你就會像貓一樣悄無聲息的落地，這樣就把地面反作用力消散於充分的緩衝中。
圖1的曲線描繪出了腳後跟著地跑者，從腳後跟著地至腳掌離開面過程中地面反作用力的變化，很明顯看到在著地初期，出現一個陡增的地面反作用力峰值，該力不僅很大，產生速度也很快。也就是說，如果採用腳跟直接著地，這樣就無法利用腳踝的運動來進行有效的緩衝，在著地一瞬間，腳跟上方的踝關節和膝關節受到峰值應力作用。
圖1 腳跟著地時受力分析
圖2顯示當採用前腳掌著地時，地面反作用力峰值消失了，原因是我們轉變著地方式，通過足弓、跟腱和小腿肌肉代替腳跟吸收了衝擊力。同時，我們也需要注意到斜線上升變得緩和了，這也表明地面反作用力被有效緩衝。
圖2 前腳掌著地受力分析
也就是說，採用前腳掌著地時，由於著地點是在腳掌的前方，著地瞬間腳跟是輕輕抬起的，然後再下落，就是這麼一點極短時間的微小腳踝運動，就可以大大增加著地時的緩衝，從而減少地面對於人體的衝擊力。
此外，著地時，從前腳掌快速過渡到腳跟，相當於把小腿跟腱拉長，跟腱具有彈性，就像皮筋一樣，皮筋拉長具有回彈力，所以前腳掌著地還可以將跟腱所具有的彈性勢能儲存起來，在腳蹬伸階段釋放，增加向前動力，從而提高跑步效率。這就是前腳掌著地的好處。
二、不僅要考慮著地方式，著地位置和配速也很重要
探討著地，我們往往會陷入一個陷阱，這個陷阱就是只關心著地的部位，而忽視著地的位置。著地位置是指著地時，下肢髖、膝、踝三個關節的位置關係。用通俗的話來說，你是著地點比較靠前、遠離重心，還是著地點比較靠近重心，因為著地位置很大程度上也決定了受傷風險。
而配速與著地的關係就少有人去分析了，不同速度下著地方式有細微區別嗎？著地方式是一層不變的嗎？我們說優秀運動員更多採用前腳掌著地，那很有可能是因為他們跑得快，讓運動員跑慢點，他們還是前腳掌著地嗎？普通跑友多數採用腳跟著地，那讓他們跑快起來，他們也仍然採用腳跟著地嗎？帶著這些令人困惑的問題，同時也是為了回答這些長期縈繞在跑友心中的疑問，我們找來了運動員，研究了優秀馬拉松運動員不同配速下的著地方式，結果相當有趣，也出乎意料。
三、不同配速著地實地拍攝與動作分析
王田，運動健將，2013年第12屆全運會馬拉松女子團體冠軍成員，半馬最好成績75分，10公里最好成績34分，哇！夠專業！好厲害的成績！
1. 配速為6:00時的著地方式與著地位置
速度為6:00是有一定跑齡，大多數普通跑友平時跑步的配速，很具有代表性。對於王田這樣水平的運動員來說，6:00很有可能就是熱身跑、或者訓練結束時的放鬆跑的配速。在6:00配速下，王田著地有哪些特點？先看看6:00時她的整體跑姿
第一張照片 6:00配速著地前 
6:00配速著地方式分析：
總體來說，6:00配速速度不快，在該速度下，王田既不是腳跟著地，也不是前腳掌著地，而是採用了介於二者之間的著地方式——全腳掌著地。但如果你以為全腳掌著地就是整個腳底面一起著地，那就錯了！王田是採用全腳掌的外側先著地，然後迅速過渡到全腳掌內側著地，這個過程在專業上被稱之為著地時的足外翻。
為什麼著地時會伴隨足外翻，由於足本身結構的關係，當我們腳懸空時，正常情況下都是腳掌外側比內側低，也即騰空時，腳處於輕度內翻狀態。因此在著地瞬間，腳掌的外側緣必然先接觸地面，然後才是全腳掌著地，這個過程我們就稱為足外翻，一會內翻，一會外翻，想必跑友也是被這些專業辭彙搞暈乎了，大家不用糾結，其實只需要明白一點，落地時腳外側緣先著地是自然合理的現象，如果沒有這個現象，那反倒有問題。
6:00配速著地位置
6:00配速著地位置分析：
在著地瞬間，著地位置在重心投影點前方，但距離重心投影點並不遠。有一種似乎被資深跑友廣為接受的說法是：重要的不是腳跟著地，還是前腳掌著地，而是著地點應當在重心正下方，也即臀部正下方。從上圖看，似乎這種說法仍然不夠精準，著地點事實上並非在重心正下方，而是略微靠前，也即著地點在重心前方。
其實，著地點也並不是那麼重要，最為重要的是著地時膝關節不要完全伸直，而是保持略微彎曲。從上圖可以清楚地看到著地時，膝關節角度大約呈163度，這樣通過著地時的膝關節彎曲和隨後膝關節積極下壓，就可以有效緩衝，避免膝關節受到過大的地面作用力。因為彎曲的物體可以實現力的消解，而完全伸直的物體力的傳導效率比較高。
那麼什麼時候，腳的位置與重心垂線重合呢？我們看下圖，當著地後，重心隨著慣性往前，當膝關節角度達到143度時，腳的位置才在重心正下方，這也證明了膝關節從著地時的163度減少至143度，體現了積極下壓膝關節，緩衝地面反作用力，並為接下來蹬伸階段存儲肌肉肌腱彈性勢能。
6:00配速著地小結：
6:00較慢配速時，沒有必要一定要前腳掌著地，因為速度慢時，觸地時間相對長，前腳掌著地反而導致小腿和足踝部肌肉長時間緊張。當然，這也不表明腳跟著地在6:00配速時就是最佳的，前文說了，無論什麼配速，只要腳跟著地就會受到峰值應力。因此全腳掌外側著地可能更為合理，然後快速過渡到全腳掌著地。著地點不必刻意要求一定在重心正下方，可略微靠前一點，重要的是著地時膝關節避免伸直鎖死狀態，而是自然彎曲一點，這樣可以有效進行緩衝。
2. 配速為5:00時的著地方式與著地位置
速度為5:00是跑齡較長，資深跑友平時跑步或者比賽的配速，也是區別一般跑友與資深跑友的一個門檻。先來看看王田5:00時的整體跑姿。
5:00配速著地時的畫面
第一張照片 5:00配速著地前 
5:00配速著地方式分析：
從照片和視頻中可以清楚地看到，王田5:00時著地方式幾乎與6:00完全一致，採用的是全腳掌外側著地，著地時發生了明顯的，但是小幅度的足外翻，至於為什麼會發生足外翻，在6:00配速著地分析已經做了詳細解釋。
為了緩衝著地時高達2倍以上體重的地面反作用力，不一定非得前腳掌著地，全腳掌外側先著地，然後快速過渡至全腳掌著地也是合理的。全腳掌外側著地相比前腳掌著地，減少了足踝和小腿肌肉的過度緊繃。換句話說，很多跑友由於足踝小腿力量不夠，無法實現長時間前腳掌著地，但腳跟著地又會帶來瞬時峰值應力，介於二者之間的全腳掌外側著地就有可能成為大眾跑友的最佳選擇之一。
5:00配速著地位置
5:00配速著地位置分析：
在5:00配速時，著地點同樣不在重心正下方，而是略微靠前，膝關節角度為162度，著地位置與6:00配速相比，幾乎完全相同。也就是說重要的不是著地一定要在重心正下方，而是保持膝關節彎曲以利緩衝。如果刻意一定要讓著地點於重心正下方，就容易導致步幅縮小，不敢邁腿，這是我們不願意看到的。當重心移動至腳正上方時，膝關節彎曲角度更大，達到136度（6:00為143度），說明膝關節積極下壓進行緩衝和勢能儲存。
5:00配速著地小結：
與6:00配速相比，雖然5:00速度加快了很多，但著地方式卻與6:00相差無幾，5:00配速時，仍然表現為既不是前腳掌著地，也非腳跟著地，而是全腳掌外側著地。著地位置在重心前方一點點，但也不會特別靠前，著地時膝關節保持一定彎曲角度（162度）。
3. 配速為4:00時的著地方式與著地位置
配速為4:00對於運動員來說，不算什麼，但對於大眾跑友而言，速度那是相當快，這樣的跑友一定是民間大神。配速為4:00意味著半馬1個半小時（1小時24分）不到就能跑完，全馬3小時（2小時48分）不到就能跑完。這也是王田平時訓練的常見速度，在該速度下，她表現為怎樣的著地方式呢？還是先看整體跑姿。
4:00配速著地時的畫面
第一張照片 4:00配速著地前
第二張照片 4:00配速著地瞬間：
此時明顯表現為前腳掌外側先著地，腳跟尚未著地 
4:00配速著地方式分析：
從4:00配速開始，王田著地發生了明顯變化，非常顯著地表現為前腳掌著地，並且是前腳掌的外側緣先著地，然後迅速過渡到前腳掌內側和腳跟著地，而兩個過程：前腳掌外側至前腳掌內側，腳掌至腳跟幾乎是同時發生。也就是說，6:00和5:00配速時是全腳掌外側著地，而4:00配速時是前腳掌外側著地，一個是「全腳掌」，一個是「前腳掌」，有點玩繞口令啊？
但要解釋清楚，只能這樣。出現這種情況解釋起來並不困難，由於速度加快，相應地觸地時間就得縮短，此時若再採用腳跟著地或者全腳掌著地，必然導致觸地時間延長，導致剎車，影響到身體往前的慣性，同時速度加快，著地時帶來的衝擊更大，地面反作用力也增大，採用前腳掌落地增加了腳踝的緩衝，減少了膝關節所受到的衝擊力。當然在4:00配速時，從前腳掌著地過渡到腳跟落地，並非表明腳跟一定要踩實地面，腳跟只是快速下落，輕輕接觸地面。也就是利用從前腳掌到腳跟輕觸地面的極短時間，峰值地面反作用力大大減少，實現了緩衝。
4:00配速著地位置
4:00配速著地位置分析：
在4:00配速時，王田並沒有因為步子明顯邁得更大，著地點就遠離身體重心，出現膝關節伸直鎖死的狀態。著地點距離重心投影點並不遠，同時膝關節還是保持163度左右彎曲。當重心位於腳正上方時，膝關節彎曲角度達到131度（6:00和5:00分別為143和136度），角度更小，也說明膝關節通過更大角度的彎曲來緩衝地面作用力。
4:00配速著地小結：
在非常快的4:00配速下，王田著地方式發生了明顯變化，表現為由全腳掌外側著地變為前腳掌外側著地，這樣做的目的是自然發生的，非刻意而為，但效果卻非常明顯，增加緩衝的同時不影響向前的速度。此外，著地方式雖有變化，但著地位置相比6:00和5:00，卻沒有明顯變化，著地點在重心投影點前方一點點，膝關節保持彎曲，著地後膝關節下壓緩衝更加明顯。
4. 配速為3:30時的著地方式與著地位置
配速達到3:30恐怕是民間大神也無法企及的速度，折算下來，這個配速下，半馬用時1小時15分，全馬2個半小時左右，已經接近一級運動員水平。但跑友們在短距離跑步比如3—10公里跑步中去實現這個配速還是有可能的。我們十分有興趣看一下王田該配速下的著地方式，該配速也是女子馬拉松運動員比賽時的配速。
3:30配速著地時的畫面
第一張照片 3:30配速著地前 
3:30配速著地方式分析：
3:30配速著地方式與4:00基本一致，明顯表現為前腳掌外側緣先著地，然後迅速過渡到前腳掌內側和腳跟著地。也許普通跑友在該速度下也會不知不覺採用前腳掌著地，不信自己可以去跑跑看。
3:30配速著地位置
3:30配速著地位置分析：
著地點雖然在重心前方，但距離重心投影點並不遠，同時膝關節仍然保持163度彎曲，與4、5、6配速相同。當重心過渡到腳正上方，支撐腳膝關節角度減少至132度，與4:00配速時膝關節彎曲角度一致，說明隨著速度進一步加快，膝關節不會無限的繼續彎曲緩衝，因為過度的屈膝緩衝會導致身體重心起伏過大，導致跑步支撐期時間延長，速度損失過多。大家還注意到一個細節嗎？擺動腿摺疊幅度非常大，腳跟快踢到臀部了，這也是優秀運動員重要的跑步特徵，小腿提拉摺疊效果好，有利於高速省力地跑。
3:30配速著地小結：
當達到3:30配速時，王田著地方式與4:00基本一致，表現為前腳掌外側著地，著地位置和關節角度沒有明顯變化，同時膝關節緩衝彎曲角度也沒有進一步增大，但擺動腿摺疊更加充分。
四、優秀運動員不同配速著地總結
作者與王田交流中，王田說專業運動員跑步基本都是採用前腳掌著地，但通過測試分析王田6:00，5:00，4:00，3:30四種速度下的跑姿，我們可以清楚地發現：
1 ) 優秀運動員在不同配速下，著地方式不是一成不變的，而是相對動態地變化。具體來說，在5:00以外的速度下，王田並非採用前腳掌著地，而是全腳掌外側先著地，通過輕度足外翻，快速過渡至全腳掌著地，而在4:00以內，就體現為典型的前腳掌著地，更精準的說法應該是前腳掌外側率先著地，然後快速過渡到前腳掌內側和腳跟著地。上述結果說明，著地方式事實上是與配速有關，脫離配速談論著地方式都是耍流氓！
五、優秀運動員著地姿態對於大眾跑友的啟示
1 ) 著地既是正確跑姿的要求，也是優美跑姿的體現。「著地不重要，自然下落著地即可」，這句話說了當沒說，對於指導大眾其實並不可取。著地方式與配速有關，隨著速度加快，著地部位逐漸朝前；
2 ) 相比前腳掌或全腳掌著地，腳跟著地的確會在觸地時，受到瞬時峰值應力作用，也即在極短時間遭受較高的衝擊力，這是腳跟著地無法迴避的現象，但並不代表腳跟著地就一定存在問題，也不能把腳跟著地等同於錯誤著地動作。
腳跟著地容易使得膝關節受力較大，而前腳掌著地容易使得足踝小腿受力較大，總的地面反作用力幾乎不會因為著地方式而改變，地面反作用力就是體重的2-3倍，能改變的是通過合理著地，提高對於地面作用力的緩衝能力，避免受傷。
6 ） 優秀運動員速度快，採用前腳掌著地理所當然。但跑友們如果完全照搬模仿，就會出現很多問題，因為著地與配速、力量、跑姿都有關係。但是，當優秀運動員把速度降低，仍然沒有採用腳跟著地，這一點值得我們進一步研究……
最後，本文觀點來自實際測試與分析思考，對於著地這樣一個備受爭議的話題，並不代表最終結論或一定正確，供跑友思考、討論，歡迎吐槽！
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