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為什麼跑步是利用重力

生活 更新时间:2024-07-30 01:22:51

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為什麼跑步是利用重力(跑步究竟是克服重力還是利用重力)1

最近看到一個短視頻,是一位跑步人士給樊登讀書會發起人,中央電視台節目主持人樊登講如何跑步?

這位跑步人士給似乎不太懂跑步的樊登說:“跑步用什麼力?

用的是重力,跟身體的力沒有關系,什麼速度下最快,被身體絆倒時最快,身體噌噌噌就出去啦!”

樊登好像若有所悟。

OMG!

能别那麼搞笑嗎?你倒是給我演示一下一直被絆倒身體,一直往前跑呀!

一些國外的跑步方法也一直宣揚:通過身體前傾來利用重力,并通過雙腳不斷支撐轉化,源源不斷的利用重力,似乎這樣就不需要發力你就可以往前跑了;

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跑步究竟是克服重力還是利用重力呢?

這個問題必須要解釋明白了。

一、先理解走和跑的區别

走和跑同屬于雙腳交替運動,為什麼跑比走累得多?

道理當然很簡單,走路時始終有一隻腳在地面支撐,支撐什麼,當然是支撐體重,而跑步存在雙腳同時騰空期,怎樣才能騰空,蹬地發力才能騰空,也就是說你需要足夠的力量才能讓身體克服重力騰空。

騰空之後還得緩沖落地,緩沖過程同樣需要肌肉收縮,這也是一個耗能的過程,這就造成了跑步的強度遠遠大于走路,之所以強度大,是因為跑步需要克服重力雙腳騰空,騰空之後還得緩沖落地。

所以,說跑步是一項克服重力的運動,這句話,沒毛病,跑步之所以累,是因為我們需要不斷克服地心引力。

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二、跑步能不能利用重力呢?

跑步利用重力又是怎麼一回事呢?

如果以腳為支點,身體整體向前傾倒,的确重力作用會使得身體加速向前倒,為了防止“跌個狗吃屎”,你自然就會邁出腳防止跌倒;

如果你的軀幹一直是前傾的,你就得不斷邁出腳來防止跌倒,這樣就使得身體向前運動了,于是就形成了雙腳不斷支撐轉換的跑步動作。

看上去這個說法似乎挺有道理。

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有人還用一個球體在地面如何滾動起來,來形象地展示球是如何運動起來的;

也即,把球體放在一個平面上,球體是穩定的,而如果要讓球運動起來,要把球放在斜面上,球就會順着重力往下滾動起來。

而如果地面是平的,人體隻要前傾,重心前移,帶動重心向前邁步,人體就跑起來了,如果把人體腳的運動想象成球體運動,似乎隻要邁腿,人就會利用重力跑起來,還不費吹灰之力,這就是所謂的跑步利用重力。

這裡犯了一個重要的邏輯推導的錯誤

✘ 人體運動并非球體運動,人體前傾所引發的運動跟球體在斜面運動是兩回事,并不能這樣直接推導。

舉個例子,走路時身體就是基本直立的,走路時我們沒有利用重力,既然跑步能利用重力,跑步就應該比不能利用重力的走路更輕松,但誰都知道走路永遠比跑步輕松。

這就矛盾了,跑步能利用重力,走路不能利用重力,利用重力的跑步隻會比不能利用重力的走路更累,說明利用重力并不會讓跑步更輕松!

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從物理學來看,走跑運動并不是依靠重力作用,而是依靠蹬地時人對地面産生向後下方的作用力,地面給予人體向前上方的反作用力推動人體向前運動。

如果作用力隻是垂直向下,那麼我們的運動方向就是垂直向上,比如跳起,而如果作用力是向後下方蹬地,那麼自然反作用力就是朝前上方,從而讓我們得以往前運動,同時還伴随重心起伏。

三、身體前傾究竟是利用重力還是利用了别的什麼

顯然,跑步時身體前傾并不是利用重力,但跑步時身體适度前傾仍然是需要的,為什麼?

身體适度前傾的主要目的有:

第一、減少風阻;

第二、身體前傾可以獲得生物力學優勢,更有效地蹬地發力。

身體前傾可以減少迎風面,達到減少風阻的目的,更為重要的是通過身體前傾,為下肢發力創造了良好條件;

如果身體是直立的,下肢要産生推動人體向前的動力,勢必要加強腿的後蹬,否則就變成垂直向下發力,這樣人就變成往上跳而不是往前跑,而通過身體前傾,下肢不用過度後蹬,就可以産生往前的動力。

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從力學上分析:

根據力的分解與合成原理,蹬地發力時,地面給予人體一個大小相同,方向相反的反作用力,這個反作用力可以分解為垂直分力和水平分力;

從生物力學角度而言:

水平分力越大,垂直分力越小,人體往前的動力就越大,重心起伏就越小,而通過身體前傾就可以達到這樣的目的,這才是身體前傾的真正意義所在,而不是什麼利用重力理論。

四、如果身體前傾是利用重力,那麼前傾越明顯,豈不是利用重力越多

如果身體前傾是利用重力,自然産生向前的動力,那麼從理論上說,身體前傾越明顯,利用重力的效果豈不是越好,而實際經驗告訴我們,跑步時身體隻要輕微前傾就可以;

如果你真的刻意往前傾,那麼你馬上就必須把你的跑步速度加快,步頻加快,才能配合上明顯前傾的身體。

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大家都知道,現在短跑都是采用蹲踞式起跑,而不是站立式起跑,其根本目的是在于蹲踞式起跑可以獲得更大的水平向前的地面反作用力;

而站立式起跑所獲得的水平反作用力小得多,這樣,通過蹲踞式起跑運動員就能獲得更大的初速度和加速能力。

但在加速過程中,運動員會逐漸擡起身體,也即身體前傾幅度會逐漸變小,直至逐漸直立,為什麼短跑運動員不一直維持一個很大的身體前傾角度來持續獲得重力呢?

因為身體前傾越大,重力所産生的以腳為支點的轉動慣量就越大,人體為了防止旋轉,就不得不拼命加快步頻,來支撐身體,對抗重力,防止身體跌倒。

也就是說,身體前傾越多,恰恰不是利用重力,而是你要花更多過力氣來對抗重力,防止跌倒。

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所以跑步時身體前傾角度并非越大越好,大約10-15度就足夠了,這樣一個前傾角度,既能夠達到減小風阻,有利于後蹬發力的目的,又不會導緻身體前傾過大而不得不刻意加快步頻來支撐身體,防止跌倒。

事實上,測試也發現,随着速度加快,身體前傾角度并沒有随之極大,但速度加快後,腿的前擺和後蹬幅度都加了,因為更加用力了。

6:00軀幹前傾角度

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4:00軀幹前傾角度

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五、跑步要做的如何将重力影響減至最小,這種技能是可以訓練的

跑步由于伴随蹬地騰空,這就需要比走路大得多的力量才能實現,這也是為什麼跑步比走路累的根本原因;

因此,跑者要做的是如何将重力對于跑步的影響減至最小,怎樣才能減小重力影響呢?

那就是減少騰空高度,也即減小重心起伏。

在同等速度下,步頻越慢,步幅就越大;

步幅越大,往往意味着身體重心起伏就越大,跑步是水平方向運動,把過多能量消耗在垂直方向克服重力方面,大大降低了跑步經濟性。

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而如果提高步頻。每分鐘步頻在170-180步左右時,同等速度下,重心起伏會減小。

重心起伏越小,克服重力做功就越少,也就實現了将重力的影響減至最小。

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在一些跑步可穿戴設備比如佳明手表,有一個指标——垂直振幅,其反映的其實就是騰空高度,也即重心起伏。

如果重心上下起伏過大,就把跑步變成上下運動,而克服重力做功會增加大量的體力消耗,所以我們希望跑者能夠貼地飛行,就是這個意思。

因此,在佳明跑姿垂直振幅這個參數中,其要求越小越好,如果垂直振幅小于6.1厘米,代表你是最優秀的5%的那部分跑者;

如果垂直振幅介于6.1-7.4厘米,你則屬于前30%的跑者,大部分跑者介于7.5-8.6厘米之間;

如果垂直振幅大于8.7厘米,則說明重心起伏過大,這樣的跑姿非常不經濟,所以用紅色或者橙色表示。

垂直振幅與步頻高度相關,如果你在跑步時步頻較慢,通常情況下意味着步幅較大,也即跨大步跑;

跨大步跑時身體重心起伏大,費力不經濟,所以如果你在垂直振幅這項參數上,顯示為紅色或者橙色,你需要再去看看你的步頻顔色;

如果仍然是紅色或則橙色,你需要加快步頻,步頻加快後,身體重心起伏也會有所改善。

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垂直比是用垂直振幅除以步幅,如果身體重心起伏越小,步幅越大,一方面代表你的速度越快,另一方面代表你的跑姿越流暢輕盈;

也就是說你用較小的身體重心起伏實現了大步幅,而如果垂直振幅大,步幅小,就是典型的跳着跑;

而如果垂直振幅大,步幅也大,則說明你需要在保持步幅的情況下增加步頻,減少身體重心起伏。

這個參數如果小于6.1%,表明你是最優秀的5%的跑者;

如果介于6.1-7.4%之間,則是較為優秀的30%的跑者;

如果大于8.7%,則表示你是最差的30%那部分跑者。

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大家看看格布雷西拉西耶的跑姿,就理解什麼叫做重心起伏小,步幅大,最佳垂直振幅比了。

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六、身體前傾是自然習得的,往往并非學來的

身體前傾需要學習嗎?

從嚴格意義上說,是需要學習的,學習的目的不僅僅是讓跑者理解跑步時身體前傾的目的以及動作要領;

更要讓跑者掌握身體前傾隻是一個技術環節,身體前傾需要與其他動作環節有效配合。

但身體前傾作為跑姿的一部分,也許大部分跑者跑起步來本來就是就會自然前傾。

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七、為了刻意身體前傾,一些跑者變成了錯誤的軀幹前探含胸弓背

一些跑者沒有理解身體前傾的真正含義,為了前傾而前傾,導緻出現軀幹前探和含胸弓背這樣的錯誤跑姿,反而導緻腰背壓力增加。

其實真正的身體前傾是指整個軀幹部位,而不是上半身往前,含胸弓背。

這也反映出一些跑者為了刻意模仿某種跑姿,而導緻身體局部緊張。

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八、總結

跑步時身體适度前傾可以獲得減少風阻,有利于蹬地等力學效應,但把身體前傾視作利用重力,并大肆忽悠跑步是利用重力的運動,你不會身體前傾,利用重力,所以跑不快,這就是在偷換概念,胡說八道!

跑步本質仍然是一項克服重力的運動,我們要做的是減輕體重,發展力量,這樣可以提高克服重力的能力,另一方面則是減少重心起伏,這可以通過小步快跑的方式來實現。

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