跑步是人類與生俱來的移動模式之一,透過近代運動科學的興起以及持續不輟的研究,有關跑步生物力學機制的論文已相當豐碩,然而卻較少研究探討到跑步訓練時,手臂擺動對於能量消耗的影響,以及不同擺臂姿勢或型態對跑步時能量消耗的影響又有多少?
2014 年一篇名為《The metabolic cost of human running: is swinging the arms worth it?》的研究,實際針對跑步時的不同擺臂姿勢對能量消耗的影響進行研究。
他們研究了 13 位年輕跑者,在跑步機上以 11.5 km/h 的速度(每公里配速5分13秒)進行正常擺臂(Normal)、雙手交叉放背後(Back)、雙手交叉放胸前(Chest)以及雙手交叉放頭頂(Head)等 4 種不同擺手姿勢的跑步,並同步收集他們跑步時的能量消耗與動作變化情形。雖然一般跑者很少會把手放在背後或頭頂跑步,但此研究是希望了解,當手臂不正常擺動時,會對跑步動作及能量消耗有什麼影響,因此設定了不同擺放位置。不過值得注意的是,雙手交叉放胸前的擺臂方式,類似於一些習慣將手緊貼胸前並幾乎不擺動的跑者。
研究發現正常擺臂(Normal)的能量消耗(net metabolic power) (下圖中的灰線) 是最低的,而雙手交叉放背後(Back)、胸前(Chest)以及頭頂(Head)上跑步皆比正常擺臂分別多出3%、9%、13%的能量消耗。
這項研究也發現,當跑步時不擺臂,其肩膀與骨盆左右旋轉的幅度會比正常擺臂來的高。雙手交叉放背後、胸前及頭頂分別增加了10%、44%、8%的肩膀左右旋轉幅度以及63%、102%、101%的骨盆旋轉幅度。
此結果反映出,跑步時的擺臂動作有助於減少身體的旋轉。因為擺臂時所產生的力量可與擺腿所產生的旋轉力量相互抵銷,進而減少軀幹的轉動,藉此達到較少的能量消耗。換言之,當跑速增加擺腿力量隨之增加的情況下,擺臂的幅度自然也需要相應的提高,就如同衝刺跑時,我們會自然加大擺臂動作來穩定軀幹姿勢,避免身體過多的旋轉。
跑步時的擺臂是相當重要的,它可以幫助我們抵消擺腿時所產生的旋轉力量,進而減少軀幹的轉動與能量消耗,讓我們跑得更省力。雖然平常跑步時,我們很少會將手放在背後或頭頂,但值得注意的是,當擺臂過小時容易產生像研究中雙手交叉放胸前的姿勢。因此,適度的擺臂,並隨著跑步速度調整擺臂的程度,才能減少不必要的能量消耗。
參考文獻:
Arellano, C. J., & Kram, R. (2014). The metabolic cost of human running: is swinging the arms worth it? Journal of Experimental Biology, 217(14), 2456-2461.
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:跑步時的擺臂對能量消耗有影響嗎?
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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在美國亞利桑那州,有一名男子他的體重重達(605磅)約300公斤,這個數字光聽就覺得非常嚇人,他的肚子肉不僅垂到大腿上,就連走路都非常有困難,但是為了健康著想,他必須重新檢視自己的身體,於是他自創了一套減肥法,讓他在三年內成功狠甩150公斤。
根據《紐約郵報》報導,在美國亞利桑那州,有一名31歲的男子,名叫布若寇(Pasquale Brocco),在3年前,他的體重重達605磅(300公斤),一般來說300公斤的體重,是根本無法行走的,因為實在太胖,到醫院檢查身體時,發現身體脂肪比例占到50%,而且肥胖還給他帶來糖尿病、高血壓和高血脂等病狀,在3年前,醫生建議他做縮胃手術,但是做手術前醫生也建議他必須要先減重才能開始進行,為了健康著想,布若寇開始控管飲食減肥並研發一套減肥法。
這套減肥法叫做「沃爾瑪減肥法」(Walmart diet),就是布若寇每天都會走去一家叫做沃爾瑪的超市買東西。在開始進行減肥後,他將原本家裡冰箱的垃圾食物都丟掉,像是奶製品、油炸零食等,將這些換成蔬果、糙米、藜麥、粗燕麥和瘦肉等,自行在家開火煮飯吃。
布若寇:「如果你一天花三次時間走路去沃爾瑪超市,一天下來,你就可以走6英里路(約9.6公里),對我來說,這是一件很不可思議的事情,因為我以前從未走過這麼長的路,而我現在每天這樣做,一直在持續,剛開始走時,覺得怎麼這麼遙遠,身上的汗一直在流,全身都濕掉了,上接不接下氣,但是我告訴自己,為了我的健康我得這麼做,每天照鏡子看到自己肥成這樣,真的慘不忍睹,我肚子像是套上一個巨大的甜甜圈,肚子上的肉還垂到大腿上面,我自己看到都想吐了!而且胖到600磅(約300公斤)的我,根本連健身房都走不進去,連那些健身器材我也根本擠不進去。」
就這樣,布若寇花了三年的這樣走路去超市購物,再搭配健康的飲食,終於成功狠甩掉300磅(約150公斤)的肥肉,但是減肥過後,難免身上的皮膚會鬆弛缺乏彈性,經過醫生的建議,他要透過手術去除掉約30磅(約15公斤)的皮,但是手術費稍微龐大,讓布若寇猶豫了許久,但是他的故事被報導出來後,激勵了許多人願意捐款給他做除皮手術,而布若寇的醫生也因為他勵志人心的減肥過程,幫他降低了手術費。
在經過除皮手術後的布若寇,開始上健身房鍛煉,現在的他身上都是滿滿的大肌肉,完全從一隻胖米蟲蛻變成一位完美肌肉型男,他的勵志減肥過程在網路上以及許多人的生活中廣為流傳,許多人也因為他開始透過健走、運動開始找回自己的人生。
布若寇:「如果我能從噁心的胖男子變成一個威猛的運動健將,別人也能從這個勵志的故事中受到激勵去改變自己。」
一起來觀看布若寇的減肥紀錄片: