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跨大步就能跑得快?

 跑步学院 2020-12-17

「企者不立,跨者不行」

——(老子第二十四章)

许多跑者常会犯一个严重的错误:过度跨步。这是当脚掌跨到臀部之前落地,就会形成剪应力(Shear Stress),而剪应力是造成膝关节受伤的主因。试想一根筷子垂直于桌面撑着,手掌用力从顶端往下施压,由于没有水平分力,所以不会形成剪应力,因此筷子不易折断。但是当竹筷子斜撑在桌面,你的手掌仍由上向下逐渐加压,它就会从中折断。


同样的道理也发生在跑步落地时,当你的脚掌落在臀部的正下方,就像一根筷子直立在桌面上,垂直向下的冲击力与腿部的力学结构平行,因此不会有剪应力产生,但当你的脚跨出去的幅度加大,落地点跑到臀部(质心)前方,向前跨得愈远,剪应力就愈大,伤害发生的机率也就愈高。剪应力所造成的运动伤害最常发生在膝盖,由于膝盖刚好位在大腿与小腿的接合处,当剪应力发生时就会造成不当滑动,滑动引起摩擦和拉扯,久而久之伤害就产生了。

不跨步,步幅不就会变得很小吗?

只要我们知道步距长短的三项成因中并没有跨步这一项,就可以了解这样的担心是多余的,这三项成因分别是:

1.前倾角度:角度越大,向前落地的距离越远。

2.脚掌拉起后离地的高度:脚掌离地越高,落地的空间变大,自然能飞腾出较远的距离。

3.惯性:双脚皆离地后,失去支撑,此时没有任何加速度,除了空气阻力之外,身体前进保持惯性速度,此惯性速度是由支撑期前倾时的加速度所「加」出来的。

比如某位跑者前倾15度,加速到每公里3分半速,此时脚掌离地的高度自然就相当高,每步才有办法飞跃出1.6公尺。想像一下:若这位跑者的脚掌最高只拉高到脚踝的话,有可能每步飞跃出1.59公尺吗?(步速每公里3分30秒 = 285.71公尺/分钟,假设此跑者的步频是每分钟180步→ 每步1.6公尺)。

老子说「企者不立,跨者不行」(老子第二十四章)。白话的意思是说踮起脚跟反而站不久,大跨步前进反而跑不远。

「无为而无不为」,不刻意跨步,反而可以跑出较长的步幅,这其实就是顺应自然的道理。

向后推蹬跟步幅间有相对关系吗?

很常听到跑者怀疑的一点:「不向后推蹬怎麽可能跑出长步距(步幅)」。

我们可以试着从另一个角度来思考:当我们在静止的状态下向前跳(像我们小时候做的立定跳远),后蹬当然是前进的关键;但当我们「已经在前进」时,向后蹬事实上无法有效作功。想像一下,你正骑着10岁小孩专用的自行车,骑到时速20公里后刻意用脚蹬地加速,是否很没有效率。换成跑步,当我们以稳定的速度向前进时,不用后蹬,只要脚掌快一点离地,再把脚快一点拉回到臀部下方,就会有很大的步幅,既然如此,那我们为什么还要后蹬呢!?况且,推蹬还会延长触地与后腿在臀部后方的时间,因此身体为了平衡后脚,前脚会不自觉往前跨,反而会造成影片中过度跨步的结果→也就是说「后蹬」会造成「过度跨步」。

Jason在脸书上留言的补充极好:「如果最经济的前进动力是来自重力的转移,那在身体后方做任何的动作应该都是没意义的...所以快点收脚才是要追求的目标」。

推蹬对跑步加速到底有没有帮助?

试想现在地球忽然失去重力,我们一蹬就会向上飞去,但在没有重力的情况下我们不管怎么施力都无法向前跑!再思考另一种有趣的情况,当你正以时速15公里向前跑时地心引力忽然消失,此时身体仍会继续向前移动,但不管你怎么做都「无法再加速」了 ,推蹬会加速吗?不会,它只会使你开始向上移动(离开地球表面)。

当我们从完全没有重力的情况下思考,就会了解「想要在水平方向移动,就必须要有重力存在」,但向上移动,不用重力也会发生。所以在没有重力的情况下我们可以推蹬向上移动,但推蹬无法产生水平力量,在地面上的水平力量全都是由重力分配来的,也就是地心引力的分力。前倾角度愈大,水平分力愈大(可参考附图)。在同样的前倾角度下,不管再用力推蹬,水平加速度也不会增加。


推蹬的确可以加长步距(步幅),因为推蹬是向上的力,「不是水平的力」。为什么跳远要推蹬,因为抱弹理论,抱弹向45度角发射可以获得最远距离。所以跳远选手需要「向上的分力」,但跳远选手的目的是获得最大步距,跑者的目的是在各种距离中有效跑出最快速度。目的不同。在跑步时推蹬当然可以使每一步的步幅变大,这无庸置疑,但它并无法提高加速度,加速度只有透过提高前倾角度才能达成。

就算是跳远选手,当然也要向前的分力,向前分力愈大,加速度愈大(速度也愈快),向前的「分」力是从重力「分配」来的,这是唯一来源。因为在失去重力的情况下,当然无从分配,所以没有重力就要无法向前跑,但失去重力我们仍可向上跳。

跑步时推蹬还有几个最主要的缺点:

1.要把全身的体重向上移动是要花费很多力气的,既然前倾就有加速度与步距产生,为何要浪费多余的力气来推蹬

2.身体向上位移愈大,向下落得愈重,许多运动伤害也因此产生。

3.推蹬动作会延缓后脚收回来的时间,因此重心会有更长的时间跑到身体后方,造成刹车效应产生。增加步幅是推蹬唯一的优点,但反过来想,只要把脚掌拉起来,利用本有的速度惯性也会有步距,那为何要为了一项优点同时接收其他不好的缺点呢?跳远争得是最后一步谁跳得远,所以当然要为了这项优点来努力,目的不同,讨论点也不同。

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