用最簡單的方式掌握正確跑姿
相信無人質疑跑姿對於跑步的意義,良好的跑姿對於提高跑步效率、節省能量、減少傷痛都發揮著至關重要的作用,問題來了,有沒有所謂標準跑姿呢?我們看大眾跑步,似乎每個人的跑姿都不一樣,當然你可以說,大眾跑姿不標準,或多或少存在各種各樣的錯誤跑姿,那麼我們看馬拉松運動員呢?他們的跑姿比較相像,但就是完全一模一樣的嗎?似乎也未必!
這就說明了一個道理,跑姿是帶有個人特徵的,世界上沒有一個適合於所有人的最佳跑姿,但好的跑姿都要符合最基本的物理原理和生物力學特徵,也即合理才是跑姿的真諦。所謂合理其實就是指符合物理原理,馬拉松運動員為什麼跑姿接近但又不完全相同,這就充分體現了他們的跑姿符合跑步最基本的物理原理,同時也不妨礙他們的跑姿中存在一些個人特徵。
那麼,什麼才是跑步基本的物理原理呢?一談原理,跑友們可能就感覺枯燥,其實,磨刀不誤砍材工,理解了原理,你就真的可以對所謂跑姿大徹大悟,不再糾結什麼「最佳跑姿」。
一、失去重心觸發了跑步動作
球的重心如果位於支撐點上方,球是不動的,如果球的重心發生偏移,越過了支撐點,那麼球就會順著重力的方向開始滾動,正是因為球的重心不斷越過身體支撐點,所以球會一直滾動,直至重心和支撐點再次重合。
那麼跑步也是一樣的,當身體往前傾倒打破身體平衡時,重力就會拉著你的身體向前,重心會落在支撐點的前方,如果沒有新的支撐點出現,那麼將會出現很慘的一幕——整個人面部著地「小狗吃屎」。所以身體本能反應會尋求新的平衡點而邁腿支撐,這時候前進的動作便開始發生。人類的跑步動作就是靠重心前倒,並且不斷轉換支撐點來前進的。
當跑步時,身體從靜止開始移動,啟動的時候肯定是要有動力的,這時候有人會說身體依靠肌肉收縮發力蹬地,使身體移動,但這樣顯然會比較費力。有沒有省力的方法,就可以讓身體移動呢?看了前文,你應該明白了,這時你只要稍稍將臀部(即身體重心)的位置往前傾,你會發現身體自然的往前移動,這是由於失去重心觸發了跑步動作。這也就是為什麼跑步時身體要保持一定前傾的物理原理。
當然,身體前傾角度是不是越大越好呢?顯然也不是,因為前傾角度增加時,雙腳轉換的頻率會變快、每步之間的距離也會加長,這時候當腳下的節奏跟不上身體前傾失去平衡的狀態時,會加劇下肢肌肉的負擔,此時必然會向前跨出腳讓身體處於平衡,此時就會加大落地時的衝擊力,相應地身體會處於本能反應而降低速度。所以,我們需要利用身體前傾產生向前的趨勢,而不是認為身體前傾越大越好。
二、下肢呈現S型對於落地緩衝和蹬地發力效果最佳
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,能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。
所以說著地時下肢關節要保持S型彎曲,才能最大程度緩衝衝擊,怎麼才能實現下肢S型彎曲呢?很重要一點:著地點靠近重心,這樣就能讓膝關節在著地時保持彎曲。而如果如下圖所示,著地點遠離重心,這時膝關節被迫伸直鎖死,這種跑法對於下肢關節傷害極大。
換句話說,前腳掌還是後腳跟並不是著地的關鍵所在,著地點靠近重心,才是最為合理的著地方式,至於是前腳掌還是後腳跟都是允許的。
對於著地來說,下肢關節保持S型彎曲很重要,那麼著地結束蹬地發力呢?同樣是很簡單的物理原理,我們想要跳得高,是不是得先下蹲?這時肌肉和肌腱會像是拉開的弓弦一樣被拉長,這樣就可以儲備彈性勢能,在跳起過程中予以釋放,我們就能跳得足夠高,可以想像一下,如果腿是伸直的,你跳得起來嗎?那是殭屍跳。
回到跑步這個話題,著地緩衝時下肢保持S型彎曲不僅是一種積極的緩衝,更是通過緩衝,正好讓下肢肌肉被拉長,就如同弓弦被拉開,為蹬地階段發力儲備能量。所以,下肢保持S型彎曲既滿足了著地緩衝的需要,也滿足了蹬地發力的需要,是最符合物理原理的關鍵跑姿。
三、省力跑的關鍵技術——小腿提拉摺疊
我們都希望自己跑得省力,跑得輕鬆,可是,怎麼才能省力和輕鬆呢?還要從腿來考慮,腿既是前進的主要動力,但腿本身的重量又成為前進需要克服的阻力,腿部肌肉最大收縮能力是一定的,腿的重量也是固定不變的,那就意味著動力短期內無法改變,阻力也無法消除,但不要忘記了我們還可以利用物理原理從某種程度上來減少阻力。
當你雙手試圖把一個重物從地上舉起來的時候,是手臂伸直,讓重物越遠離身體越省力呢?還是讓手臂彎曲,讓重物越靠近身體越省力呢?這不廢話嘛!當然手臂彎曲,重物越靠近身體越省力!為什麼?你會說,這個道理太簡單了,當然重物遠離身體費力,重物靠近身體省力,對呀!當舉起重物時,可以理解為以肩為軸心,整個上肢完成圓周運動,手臂伸直時,阻力臂長,阻力重心遠離身體,所以阻力矩大,這時要克服阻力矩,就要肌肉更加用力收縮,產生更大的動力矩才能完成舉起重物的動作,而手臂彎曲時,阻力臂短,阻力重心靠近身體,阻力矩小,這時肌肉不需那麼用力收縮就可以讓動力矩大於阻力矩,從而完成舉起重物的動作了。
跑步也是同樣的道理,下肢運動基本是以髖關節為軸心,也就是跑步可以理解為下肢以髖關節為軸心完成類似圓周運動,如果大小腿摺疊,相當於減少了轉動半徑,從而減少了下肢重力帶來的轉動慣量,增加了轉動速度,腿前擺更快,當然速度也就越快,而如果是拖著小腿前擺,這時轉動慣量大,阻力大,不僅擺腿速度慢,也更加費力。
因此,省力跑步的關鍵技術是小腿提拉摺疊,它具有以下好處:
1、大小腿摺疊越充分,小腿越靠近臀部,阻力減小,跑步時越省力;
2、大小腿摺疊越充分,下肢旋轉半徑會越短,摺疊腿的角速度會變大,大腿在空中停留的時間會變短,從而加快了腿向前邁步的速度;
3、在較高的配速下,向前的慣性比較大,同時較大的角速度可以獲得較大的步幅(這個步幅和主動跨步獲取的步幅有本質的區別)。
事實上,小腿提拉摺疊既是大腿後群肌肉主動發力的結果,也是扒地蹬伸時慣性力作用的結果,也就是說並非完全是肌肉主動發力使得小腿向上摺疊,還有一部分力量來自於扒地時地面反作用力使得小腿上彈,速度越快,小腿反彈越明顯,自然看上去摺疊就越充分。
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