國際認證的台灣馬拉松賽季通常是由當年10月份的日月潭環湖路跑賽展開,並延續到隔年3月份的萬金石馬拉松結束。在此期間,恰好是台灣的冬季與春季,在東北季風的作用之下,備賽期間的日常練習,常常會碰到下雨以及濕滑的路面。此時,每一步著地與推進時,跑鞋的抓地力就相當重要!因為稍有不慎就容易造成鞋底打滑,產生危險。然而,對於跑鞋抓地力的設計,哪些鞋底紋路的設計比較好呢?本文將著墨於影響跑鞋抓地力的因素以及鞋底紋路設計的優劣。
「抓地力」指的是當鞋底與運動表面接觸時,防止鞋子滑動的能力。要避免兩物體之間的滑動,最重要的就是摩擦力。當摩擦力越大時,就越不容易產生滑動;摩擦力進一步可分為兩種,最大靜摩擦力與動摩擦力。
「最大靜摩擦力」指鞋子在沒有滑動前,阻止鞋子向任何方向移動的最大力。例如腳跟著地時,當水平作用力大於鞋底與地面所能產生的最大靜摩擦力時,鞋子就會開始產生滑動。
「動摩擦力」則指當鞋子在產生滑動後,阻止鞋子持續滑動的力。
上述解釋了鞋子和運動表面之間產生的摩擦力,關係著運動鞋的抓地力,然而摩擦力並不是定值,它會受到幾個因素的影響。
影響摩擦力大小的因素可分為兩類:摩擦係數與正向力。摩擦係數與兩接觸物體的表面與材質有關,例如鞋底紋路、材質、路面等;而正向力則跟體重、鞋重、動作有關。正向力指作用於運動表面上的垂直力,兩物體互相作用的力,換言之,當正向力較大時,鞋子所能產生的摩擦力 (抓地力) 也就越高;而當正向力較小時,也是我們腳下的鞋底較容易打滑的時候,例如跑步腳跟剛觸地時或前腳掌向後推蹬快離地時,因為這時作用於地上的垂直力相對較小,且需承受著地時的煞車力以及推蹬時的推進力,故較容易產生滑動。因此,鞋後跟與前掌大底的止滑設計尤為重要。
由於大部分慢跑鞋多以橡膠為大底材質,在相同屬性下,不同的鞋底紋路設計以及接觸的路面則對抓地力有較明顯的影響,以下分別針對鞋底紋路及路面的影響做介紹。
本文將鞋底紋路分成三大類型,依抓地力大小分別為:類釘鞋型紋路 (顆粒型) > 橫向型紋路 (垂直運動方向) > 縱向型紋路 (平行運動方向)。此三類鞋底紋路如下圖所示:
類釘鞋型紋路的設計,透過凸出的顆粒造型來咬住路面,提供良好的抓地力 (圖A、B、C鞋底)。這種設計常見於競速型鞋款、強調高速跑時有良好的抓地力。通常設計於前掌區域 (圖A、B),使推蹬時可以很好的咬住地面,讓力量能有效的傳遞至地面產生推進。有些鞋款也會將其設計在中足和後足區域 (圖B、C),強化著地時的抓地力。但這類設計由於接觸面積較小,壓力較集中在這些顆粒上,使得耐用性、穩定性以及舒適性也會較差。
橫向紋路 (垂直運動方向) 的設計,提供良好的縱向 (前後) 彎折性使大底與地面有很好的貼合度,進而產生不錯的抓地力,這種設計常見於強調彎折性的鞋款 (圖D、E、F)。雖然這種設計提供良好的縱向抓地力與彎折性,但關於側向 (左右) 的抓地力以及彎折性則較弱,因此有些鞋款會在前掌區域內側改用斜向紋路 (圖F) 或在外側使用縱向的紋路設計 (圖C)。
縱向紋路 (平行運動方向) 的設計 (圖G、H、I),雖然縱向彎折較差,但相對提供較佳的縱向剛性與滾動順暢性以及側向抓地力,這種設計常見於訴求鞋子滾動順暢性的鞋款。
不同的運動場地具有迥異的材質與表面特性,例如PU跑道、柏油路、山林小徑等,每一種路面介質所適用的鞋款亦不同。
PU跑道的顆粒與柏油路的瀝青細孔具有一定的摩擦力,故選擇一般慢跑鞋或路跑鞋即可,若是要執行跑步速度較快的課表,建議可以穿著類釘鞋型紋路的鞋款,以增加抓地力。不過同一種場地若無例行保養維護,則有可能降低摩擦力,例如年久失修的PU跑道因跑道顆粒已褪落,使摩擦力降低而容易造成打滑或積水情形;多年沒有重鋪的柏油路也會因一些坑洞或碎石而造成抓地力下降。再者,某些複合性路面也會需要較高的抓地力,例如山林小徑同時有草皮、泥土、碎石或樹枝等,且會因雨天使泥土具有濕氣、水氣甚至小水漥,此時鞋底需要具備較深的大底顆粒與紋路以及較佳的排水設計,才能有足夠的抓地力。
抓地力在跑步運動中扮演很重要的角色,若無摩擦力的作用,人體將無法在地面上產生任何的加速度或減速度。當跑鞋與路面產生的摩擦力充足時,不僅可避免滑倒,也可產生良好的推進力。
綜合上述,跑鞋鞋底的紋路影響著抓地力的好壞,但也有各自的優劣。然而不變的是,當場地濕滑時都將會使摩擦力下降,此時具備良好排水設計的鞋款會是比較好的選擇;此外也要時時注意鞋底的紋路情形,若鞋底磨平時,也會失去排水功能,導致抓地力大幅下降。
撰文/董智尚、陳韋翰、相子元
*文章授權轉載自《運動科學》網站,原文:跑鞋抓地力知多少?
在國立台灣師範大學的實驗室裡,一群由相子元教授帶領的研究團隊正全心投入運動科學研究,和你一樣對未知的領域充滿探索熱忱。
面對運動科學興起的熱潮,許多人想瞭解正確的運動資訊卻不知道從何下手? 運動科學網持續更新經過科學驗證的運動知識與運動觀點。不論是創新產品、研究結果,甚至是專業理論,我們都會轉譯成簡單易懂的文字,讓讀者利用最短的時間瞭解運動的最新趨勢。
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有許多的人在跑步或重訓之前都會來杯黑咖啡,因為據說咖啡內含的咖啡因能有效幫助訓練成果,但對於部份的人來說,喝黑咖啡會造成腸胃道的問題甚至會引起頭痛等不適現象,接下來我們將針對黑咖啡對於運動的優缺點來做解析,讓大家了解跑步前先來杯黑咖啡對於跑速是否有幫助。
首先,先針對咖啡因的優點來做說明,有在運動的你可能會發現,在跑步或比賽前喝一杯咖啡會產生一些提神的作用;在一項「菁英運動員使用咖啡因」的研究報告中發現,有超過三分之二的奧運會運動員使用咖啡因來提高他們的表現,事實上,咖啡因是首選的運動前補充劑因為它很容易取得,並且可以以各種形式存在。
另外,咖啡因也得到了廣泛的研究和積極的發現,在「咖啡因對於跑步的里程數增加」這項研究已被證明,在一些運動員身上可以提高身體運作性能和肌肉耐力,而咖啡因也可以幫助你跑得更快,一項小型研究發現,攝取5毫克的咖啡因可以幫助訓練有素的休閒跑者在5K的比賽中跑得更快,雖然,比賽的時間僅增加了約1%左右,但大多數的參賽者在完成時都願意在運動前服用咖啡因,「咖啡因對神經肌肉系統的影響」這項研究還表明,咖啡因可以提高你精神上的警覺性,有效改善你的情緒並提高奔跑的慾望,當然,任何每天喝咖啡的人都知道,早上來杯咖啡會幫助你的大腦和身體開始運作。
除了上述的優點之外,使用咖啡因像任何鍛煉補充劑一樣都會有缺點;尤其咖啡因是一種利尿劑能增加我們排尿的頻率,這對於跑者來說可不是一件好事,此外,在跑步前喝咖啡時可能會遇到其他胃腸道問題,特別是如果在飲料中添加牛奶或其它成分,再加上咖啡因具有通便作用,這代表著如果你的腸胃比較敏感的話,就有很大的機率會造成腹瀉的問題,還有對於某些咖啡因敏感的人來說,喝咖啡可能會引起頭痛或心率加快等問題,這對於一位跑者來說可不是個好現象。
最後,儘管咖啡因已被廣泛研究,但許多研究規模較小且範圍有限。並非所有的發現都是有好處的,事實上,有一項針對「咖啡因是否能改善800公尺跑步時間」的研究,證實了有喝咖啡因跟無咖啡因的跑者,在時間上並無太大的差異。然而,許多調查咖啡因對跑步表現好處的研究範圍很小,並非所有研究都在他們的發現中保持一致的結果,最重要的是咖啡因可以提高一些,但不是所有跑者的成績表現。
由於咖啡因在跑步的過程中「可能」提供許多的好處,因此,許多人都會在跑前攝取咖啡因,然而,到底我們該攝取多少的量才有效?不同的研究將會建議你使用不同的量。一般來說,推薦的咖啡因劑量範圍為每公斤體重3到7毫克咖啡因,大多數都會引用5mg / kg作為推薦劑量。適合賽前最佳咖啡因劑量可能會有所不同,試驗劑量從每公斤體重2-3mg開始,必要時做適度的增加,不推薦每千克體重高於7毫克的劑量做為上限。
如果你是一個體重約68公斤的跑者,推薦的劑量大約是340毫克的咖啡因,基本上我們常見的一杯咖啡含有約95-100毫克的咖啡因;因此,你必須在賽前喝三杯黑咖啡才能獲得全劑量的咖啡因。還有該在多久前喝?大多數消息來源說時間不是問題;你可以在跑步前一小時或更長時間喝咖啡,並仍享受咖啡因的好處,因為,咖啡因的效果將會持續數小時之久,所以,你不必在接近跑步前才飲用。如果你想要找到最佳劑量和時間點,請從上面建議的最低量3mg / kg開始,看看身體的反應如何,並且切記不要在比賽日當天去嘗試任何新的東西,你可以在日常訓練期間進行實驗,找到你咖啡因補充的最佳時間點與劑量。
雖然,有些跑者在比賽前就會開始喝咖啡,以確保咖啡因在跑步中能適度的發揮功效,但有些人對於咖啡因的反應會更為快速,因此,他們可以可以在比賽的途中,以含有咖啡因的能量膠或補充品來進行攝取。許多人都會選擇能量膠來補充,因為含咖啡因的能量膠很容易被身體吸收使用,就不必擔心需要等待時間才能產生效果。
雖然在比賽後才來飲用咖啡因似乎有悖常理,但在跑步後喝咖啡也可能會帶來某些好處。在生裡學雜誌上所發表的一篇「當碳水與咖啡因混和對於力竭後肌肉糖原的再合成率」研究表明,在力竭運動後攝入咖啡因和碳水化合物可以改善肌肉的恢復效率。此外,咖啡因所帶來的精神警覺好處,可能對早上訓練或比賽的跑者有益,然後需要在當天晚些時候集中註意力或執行工作。最後,咖啡因攝入對體重減輕的影響的研究報告也證明,喝咖啡可以改善體內脂肪的使用率,這對於想透過跑步瘦下來的人來說會有所助益。
別以為只要喝咖啡就可以提伸訓練效果,其實,喝咖啡的方式會大大影響體重與跑步表現。一杯黑咖啡除了少量的鈉(5mg)和鉀(116mg)外,可以說幾乎不含熱量與微量營養素;但是,添加到咖啡內的成份將可大大改變營養。例如在咖啡中加入兩湯匙奶油,就會加入超過100卡路里和約11克飽和脂肪,如果你在咖啡中加入糖,每匙的熱量就會增加約20卡路里。當你要攝取到你賽前的咖啡因劑量時,你的卡路里也會隨著添加的東西有所增加,所以,建議使用黑咖啡能減少脂肪和卡路里含量外,還能幫助減少卡路里計數和飽和脂肪攝入量。
資料參考/draxe、issaonline
責任編輯/David