跑步時後面那隻腳別蹬地,同樣可以獲得超大步幅!
來自專欄跑步學院
非常喜歡看國峰老師的文章,能把跑步的動作和人體相關重要數據條分縷析,用簡單樸實的語言講出複雜的道理,今天這篇文章來自國峰老師關於跑步時常見的誤區——蹬地,看看你有沒有!
文/徐國峰
從椅子上站起來,微蹲後用力向下蹬,你會向上跳起。發揮一下想像力,如果此時地球忽然失去重力,我們用力一蹬會發生什麼?
你絕對不希望在家裡做這件事,因為你會立刻向上飛去,家裡天花板可會把腦袋撞開花。
為了保護我們的腦袋,先從家裡(或辦公室)跑到戶外......但是, 沒有重力辦得到嗎?事實上,在沒有重力的情況下,我們不管怎麼施力都無法向前跑(連移動半步都不行)!
再思考另一種有趣的情況:你正以時速15公里向前跑,此時地心引力忽然消失,會發生什麼?你的身體仍會繼續向前移動,但不管你怎麼做都無法再加速。推蹬會加速嗎?不會,它只會讓你離開地球表面。
想像完全沒有重力的情況後,我們就會了解,想要在水平方向移動, 就必須要有重力,但向上移動,沒有重力也會發生。所以在沒有重力的情況下,推蹬可以向上移動,但卻無法前進。
加速度來自重力,而非摩擦力
在跑步過程中,跑者的身體主要承受兩種外力,分別是重力和地面反作用力。地面反作用力主要是向上的力,雖然也有水平分力,但它的水平力主要是支撐腳的摩擦力,並非用來前進。
就像下圖中的黑色線條(失衡)向前倒時,若地面光滑到完全沒有摩擦力,重心就會無法前移,直接落在原本的支撐點上;但如果支撐點的摩擦力夠大,大到不會滑動時,線條就能順利向前移動。
跑者能加速是因為重力帶動身體移動,角度越大,移動速度越快。好的跑姿是臀部前傾,上半身挺直。若肩膀過度前傾,身體為了平衡,重心(臀部)與雙腿都會在後方滯留較久的時間, 使剎車時間延長。
跑者的身體也像圖中左側的線條,臀部向前傾時,腳掌上的摩擦力必須隨之增加才能形成穩固的支撐結構,若地面與鞋底的摩擦力不夠,腳掌就會滑動,前傾角度也無法增加。
這也是為什麼在光滑的地面上跑不快,不是因為無法推蹬,而是因為摩擦力不足無法增加前傾角度。
支撐點穩固之後,身體才能隨著重力圍繞支撐點向前移動,前傾角度越大,移動的速度越快;角度越大,支撐腳上的摩擦力也越大,肌肉的負擔也隨之增加。
所以,摩擦力並非跑者的動力來源,重力才是。摩擦力是用來使支撐點穩固的,這樣前傾角度才能增大,速度也才能加快。
摩擦力是由重力產生的,沒有重力就沒有摩擦力。
摩擦力的定義是:一物體在另一物體表面上滑動或將要滑動時,兩物體在接觸面上會產生阻止相對運動的作用力,此力與運動方向相反。也就是說,它只發生在腳底和地面之間,是一種阻止前進的力。
我們不是以摩擦力前進, 而是依靠它創造更大的前傾角度(這也是設計釘鞋的目的)而前進的。 試想在前傾角度是零的狀況下跑步(原地跑),不管摩擦力多大,加速 度都是零。大家應該可以想像,原地跑時地面的反作用力都是垂直向上。
跑步其實就像圖中左邊不斷向前傾的線條,只不過人可以在跌倒前把另一條腿往前「拉」,形成下一次支撐與前傾。
所以如果我們要製作一台會跑步的機器人,不用設計推蹬的肌肉,也不用創造更大的對地摩擦力,最重要的設計是把重心後方的部位「拉回」到前方,進而形成失衡,失衡就是移動。失衡的速度越快,加速度越大,所以加速的重點是「加快拉回的速度」。
推蹬的定義
推蹬的定義是主動對地面做功。因為落地時身體一定要對地面做功,所以關鍵是主動與被動的差別。
舉例子來說,一般商家的店門口會標示「推」或者「拉」,有些人看到「推」時會下意識主動伸直手臂去推門,有些人則只是用手握著門把,繼續往前走,用身體的重量把門推開,此時手臂的肌肉也用力,卻是被動用力。
前者伸直手臂是主動,後者用體重把門推開是被動。
對跑步來說,膝蓋伸直是主動,膝蓋保持彎曲身體自然前傾是被動。但很多人把落地時地面的反作用力當成推蹬。
這是錯誤的,因為落地衝擊就如同高爾夫球從空中自由落下再彈起,彈起時的反作用力是被動產生的,不是推蹬。推蹬主要發生在需要向上騰躍的運動中,像籃球、排球、跳高、跳遠等。
跳遠 vs 跑步:推蹬的優缺點
當然,推蹬還是有「一些」幫助的,但代價很高。我們先想想:
跳遠和跑步有什麼差別?
跳遠選手比的是「看誰最後一步飛出的距離遠」,最後一步想要跳得遠,就必須在空中停留久一點,所以跳遠的最後一步要用力「向上」 推蹬。
推蹬時主要的分力是向上,所以騰空時間會增加。飛得更遠,步幅當然也比較長。
跑者的目的是在各種距離中跑出最快速度。目的不同。在跑步時,推蹬的確可以加大步幅,這毋庸置疑,但騰空時無法加速,加速度只有通過增加前傾角度才能達成。
而且把全身的重量向上移動要花費很多力氣,既然前傾就能產生加速度,增加步距,為何要浪費多餘的力氣推蹬呢?
此外,身體向上移動越多,向下落得也越重,許多運動傷害也由此產生。推蹬動作還會延緩後腳收回的時間,因此重心會有較長時間在身體後方,造成更嚴重的剎車效應。
增加步幅是推蹬唯一的優點,但反過來想,只要把腳掌拉起,利用本有的速度慣性也會增加步幅,何必為了一項優點同時承受其他缺點呢?
跳遠爭的是最後一步誰跳得遠,當然要為此努力。對跑者來說, 加大步伐不如快速轉移重心和提高步頻來得有效率。加速是靠前傾和快速把腳拉回來,所以在身體後方做的動作都是沒有意義的。
* 本文摘自徐國峰《你可以跑得更快》
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