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。
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想利用跑步減重,雖然控制熱量的攝取相當重要,但如果長期在熱量不足的情況下跑步好幾公里,小心導致一系列嚴重影響!到時減重不成,反而讓跑步成為你的健康殺手、追求比賽成績的絆腳石。
不用擁有太多運動科學與營養知識背景,就能理解熱量與能量的關係﹕當你吃下食物轉化成熱量(卡路里),使身體有燃料可以燃燒,其中一部分轉化成肝醣,幫助短時間內肌肉收縮和維持血糖平衡,而這個能量能支持你繼續往前跨步。另外,如果吃太多又消耗不完,多出的熱量則轉化為脂肪組織,存於皮下或內臟周圍,造成肥胖問題。
雖然減重最重要的關鍵就是控制熱量攝取與消耗,但它並非那麼簡單。承上一段,當體內有多餘熱量會被儲存為脂肪;但當熱量不足(以下稱熱量赤字),尤其長期在熱量缺乏下跑步,累積效應可能會對你的跑步表現造成嚴重破壞。
那麼到底要怎麼平衡熱量攝取和消耗呢﹖首先,可參考衛生福利部國民健康署公布的每日建議攝取熱量計算方式,幫自己算算看每天應該攝取多少熱量。肥胖者每天減少攝取500大卡熱量;或減少攝取300大卡熱量,增加體能活動多消耗200大卡,就可以每周減重約0.5公斤。要注意的是,控制體重時每天熱量攝取不可低於1200大卡。
熱量赤字簡單來說就是熱量攝取小於熱量消耗,許多有減脂目標的人都會運用到這個方式。
首先要知道,碳水化合物是身體中首選的能量來源,因為它最容易獲得、也最容易轉換成能量。攝入體內的碳水化合物大多數會轉化成葡萄糖,成為跑步時的主要能量來源;不被使用的碳水化合物則儲存在肝臟和肌肉中,成為肝醣,當長時間練跑且沒有現成葡萄糖時,身體裡的肝醣將派上用場,分解成葡萄糖。
如果跑步持續較長時間,體內現成的葡萄糖和儲存的肝醣都消耗殆盡,這時身體會啟動脂肪燃燒,並將肌肉中的胺基酸轉變成能量。因此,長期的熱量赤字不僅導致肌肉流失,為了減少熱量消耗,身體也會出現「代謝適應」現象,例如新陳代謝變慢、消化速度減慢、從食物中抽取更多能量,並減少製造某些荷爾蒙…等。
當身體出現「代謝適應」現象,不只訓練時力不從心,較慢的代謝率會減緩恢復速度;此外,熱量限制通常導致必須維生素和礦物質不足,例如鐵、葉酸或維生素B12,這些都會造成貧血、疲勞;同時可能使維生素D攝取不足、雌激素和睪丸激素下降,導致骨質疏鬆,進行較激烈的訓練時可能更容易骨折。
馬拉松跑者應該都能體會過了30公里後的撞牆期是什麼感覺,在熱量赤字下跑步,你體內的能源危機就會讓你深刻感受撞牆期。
此時,因為體內沒有足夠肝醣,供給大腦的能量不足,當大腦沒有持續的葡萄糖來源,會使身體停止運動,很快地感到相當疲勞。事實上,這時身體沒有完全耗盡燃料,因為你還有體脂肪,較棘手的問題是﹕身體沒有快速而有效的能量用於跑步,而這時需要快速攝取熱量以克服那道牆。
一般來說,在馬拉松比賽中「撞牆」是非常合理的,但是你不該在簡單的10公里練跑或半馬比賽中就發生這樣的遭遇。如果有類似情形,你就知道熱量與能量的重要性了。
在每天結束之前,請確保你攝入的熱量能支持健康積極的運動生活。就算想透過跑步減重,也不要犧牲了你的健康和運動表現。並且記住,把食物視為跑步時的燃料,並以合理的食物支持訓練,才能長期有效地減重同時達到成績目標。
資料來源/Runner’s World, 衛生福利部國民健康署
責任編輯/Dama