高手們提速的秘訣,在「身體前傾」!
從力學的角度來看,從靜止到移動是一種從平衡到失衡的狀態。 平衡時重心在支撐點的正上方;移動則是重心離開支撐點後力失衡的結果,失衡的方向即為物體移動的方向。
跑步時需要一直保持前傾
原地跑和向前跑的最大區別在於「前傾」。
原地跑時臀部始終在雙腳的正上方,前傾角度為零,不管擺臂多用力或步頻多快,都無法向前,只能在原地跑。
但是當跑者將身體重心前傾,就會開始向前跑。前傾角度越大,速度就越快(前傾角度的定義可以參考上圖,它是前腳掌到臀部這條線的傾斜度)。前傾的技巧是跑步技術中最關鍵的部分。
既然我們需要前傾才能向前跑,那在
跑步時需要一直保持相同的前傾角度嗎?
答案是
「不用」
。若是在400米的操場上比賽(或是在完全平坦的道路上跑馬拉松),技術優秀的精英跑者只有在開賽的前幾秒需要加大前傾角度。從物理上來看,前傾角度越大,人體向前運動的加速度也越大。但在比賽時我們不可能一直加速,所以也就不用一直加大前傾角度。▲
左圖是最容易轉換支撐的關鍵跑姿(平衡姿勢),右圖是轉換支撐的姿勢(失衡姿勢)如果有位跑者的5公里最佳成績是20分,也就是說平均步速為4:00/km(時速 15km/hr),只要一超過這個速度他很快就會失速。想像一下:從靜止狀態開始起跑,初速度是0,想要加速時,跑者會不自覺前傾,為了加速,一開始的前傾角度會很大,時速達到15公里後就不用再加速了,跑者要做的是盡量維持
等速
。那此時還要前傾嗎?
要。
但已經不用像起跑加速時一樣前傾角度那麼大,此時前傾的目的是為了克服維持慣性速度時所產生的阻力,這些阻力有3種:
風阻:
慢跑的時候當然不用考慮風阻,但根據流體力學的公式,風阻=1/2×空氣密度×移動速度的平方×風阻係數×身體橫斷面積。
速度快一倍,風阻會成平方倍數增長。所以當你跑到時速15公里以上(4:00/km)時,風阻是很大的;
腳掌落地時與地面產生的摩擦力;
腳掌邁到身體前方時形成的剎車效應。
在維持速度時,除了風阻無法減少之外,摩擦力和剎車效應都可
通過跑步技巧降低。所以判斷兩位5公里 B都是20分鐘的跑者誰的技巧比較好,可以看
在跑步過程中誰的前傾角度比較小。
前傾角越小,跑步技巧越好,因此產生的額外阻力越少。
而前傾角度較大,則說明跑者的技術較差,但體能較好。
世界紀錄保持者的前傾角度
不管技巧好壞,人體在跑步過程中能維持的前傾角度的極限是22.5度。百米的世界紀錄保持人博爾特在打破世界紀錄時,最後60~100米的平均前傾角度是21.4度,這是目前量測出的最大前傾角度。
我們再來看看長距離選手:目前10公里的世界紀錄是由衣索比亞的凱內尼薩·貝克勒於2005年8月26日在比利時布魯塞爾創下,時間是26分17秒53(時速為22.83 km/hr,步速為2:38/km)。在這個速度下他的平均前傾角度是17.3度。當我知道這個數據,也開始使用影像分析其他精英跑者的跑姿,我發現不少長距離跑者的平均前傾角度也是17.3度,但他們的步速只有3:00/km,離2:38/km還有一大段差距。 這一點開始讓我困惑不解。
後來我才知道答案很簡單,因為這些跑者的動作產生了太多額外的阻力,抵消了前傾的效益,也就是落地時的摩擦力與剎車效應太大。
若他們的技巧(與腿長)都跟貝克勒一樣完美,理論上在17.3度的前 傾角度下,每個人可以跑出2:38/km的配速,至於能否維持就跟體能與肌耐力有關了。但大部分跑者的技巧都沒那麼完美,具體來說不完美的地方在於:
腳掌觸地時間過長,落地的摩擦力較大。
腳掌向前邁得離臀部過遠(觸地角度過大),剎車效應較大。
只要落地就會因摩擦力而減
速,但在相同的前傾角度下,有些跑者卻跑得更慢,這說明他每 一步都嚴重減速。依據已有數據, 觸地角度越大,減速越明顯。
那麼,何時是一位技術優良的馬拉松跑者在比賽時加大前傾角度的最佳時機?
在起跑(取得最初加速度)加速到自己的M配速時;
進補給點停頓後重新開跑時;
上坡時。其他時間跑者只要維持小幅度的前傾,維持前進的慣性即可。
* 本文摘自徐國峰《你可以跑得更快》
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