2016年3月19日 星期六

何謂跑步前傾角度?

前傾角度為腳掌最後離開地面前的點(此時身體部分體重還留在腳掌上)與臀部連成的直線,這段直線與垂直於地面的鉛直線所形成夾角,即為跑者的「前傾角度」,前傾角度與步幅有直接關係,因為前傾角度愈大,腳掌落得愈遠,步輻因此也愈大。
螢幕截圖 2014-05-02 20.40.34.png
【圖】前傾角度示意圖

如何瞭解自己目前的前傾角度?

判 斷跑者的前傾角度,需要從側面拍攝跑者的跑步姿勢,在做著地點的取樣時,必須要在身體重量還在支撐腳上時取得,並非腳尖最後離地時。因為腳尖離地時已經失 重,對加速度並無幫助,例如右圖中的跑者的腳尖已經離開地面,因此不能以此時的腳尖位置當作前傾角度的依據;左右中的跑者蹠球部仍支撐在地面上,此時才算 是「腳掌最後離開地面前的點」,而非腳尖。
 

前傾角度對跑步的影響

許多人一聽到「利用地心引力」來跑時,很快就會生出質疑:地心引力是鉛直力,那它是如何創造出水平動力呢?下面我們從《挑戰自我的鐵人三項訓練書》中摘圖來說明。
先 從球的滾動來說明移動的原理。當你把一顆球靜止不動地擺在桌面上時,它的重心剛好落在它與桌面的接觸點上,兩點相同,所以保持平衡,但只要你稍微抬高桌子 的一邊,球的重心一但超過那原始的接觸點,它就會失去平衡而滾動。也就是說:球滾動的原因是為了尋找新的平衡而不斷地改變支撐點。
球失平衡所以可以往前滾.GIF
【圖】 球之所以能流暢地滾動是因為它有連續平滑的支撐點
球本身並沒有做任何事,它只是順著重力轉換支撐點而已。當你利用重力,使身體重心落在支撐腿的前方,如此身體就會自然地為了尋求新的平衡而前進。身體只是為了尋求新的平衡,不斷換腳以改變支撐點。人類的跑步動作,就是靠著雙腿不斷地轉換支撐點來前進。
當跑者從速度 0 的靜止狀態開始移動,啟動時必須要有加速度,跑步的加速度就需要靠著身體重心前傾時的失衡狀態來產生加速度與步距。
你 可以立即在原地試試看,交替把左右腳腳後跟往後向臀部拉起、放下,的確輕鬆省力,但不太容易前進。可是只要你稍稍地把重心(臀部)往前傾,就會發現身體自 然地往前移動。沒錯,這就是自然邁步的跑法。你可以發現當你愈往前傾時,因為重心往前移,腳步會自然加快,每一步之間的距離會加長。

角度決定加速度.GIF
假 設你的體重為 m,前傾角度為α,重力常數為g,因此 「mg˙sinα」即為你前傾時所造成的「力量」(F), 我們假設你前傾的力創造了加速度a,則有ma=mg˙sinα。消去 m,得到:a=g˙sinα,也就是說:前進的加速度和前傾的角度成正比,前傾角度愈大,向前衝的加速度也愈大。
(以上摘自徐國峰:《挑戰自我的鐵人三項訓練書》,台北市:臉譜出版,2014年,頁47~49)
因此,綜合以上關於前傾角度的討論,從物理歸納的結論是:愈大的前傾角度+愈快的步伐=跑得更快
反 之,不管你的力量多大、爆發力多強、神經反射多快,只要你的前傾角度等於零,雙腳動得再快都只會是原地跑而已。既然只要速度會跟著前傾角度一起提升,那為 什麼許多人還是跑不快呢?因為前傾角度增加時,不但落地的衝擊也會跟著加大,而且未經訓練的步頻也會使你的腳步跟不上前傾所造成的失衡狀態。當腳跟不上, 肌肉也負荷不了時,此時身體就會自然要你跨出腳掌,不要前傾那麼多……當然,速度自然就掉下來了。

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