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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馬克操對想提升跑步技術的人來說,是很好的熱身操。因為他將跑步的連續過程,拆解並放大為擺臂、抬腿、蹬、跳、抓地等單項動作。同時,由於這些動作被要求獨立進行,所以馬克操還可以鍛煉到手腳的協調性及節奏感。
不過,新手剛開始做馬克操,可能一時會抓不到動作的精隨,甚至有肢體不協調的情況出現,但也不用太過擔心,多練習、看影片輔助學習,最重要的是親自操作,慢慢嘗試,必能找到自己的節奏。
馬克操是由加拿大人傑洛‧馬克(JALO-MARK)所發明,第一次世界大戰期間及後期以競賽跑姿發展出的基本操,造就無數的短距離賽跑好手,後人將其發揮淋漓盡致,此基本操也被其他的運動項目運用為主要或輔助訓練方法。
1. 抬腿:膝蓋上抬過腰,支撐腳著地向上伸直,換腳時,抬腿腳與支撐腳距離約一個拳頭。
2. 墊步抬腿:抬腿加墊步
3. 三步一抬腿:三步做一次墊步抬腿
4. 伸腿:抬腿後伸,腿向下壓
5. 墊步伸腿:抬腿加上墊步
6. 三步一伸腿:三步做一次抬腿踢出。
7. 後勾:大腿不動小腿動,後腳跟踢到屁股
8. 前高抬腿:腿後伸腿向下壓
9. 側高抬腿:由外向側做側高抬腿,亦可由內向外做
10. 直膝推蹬:膝蓋伸直,腳尖向下向後推直
11. 跨步推蹬:後腳伸直向後推蹬,前腳做抬腿動作,交換腳時腳尖著地。
12. 瑪莉跳:向前小向前小跑步三步做一次,向上跳躍,手臂用力引導身體,向上擺動,抬腿腳與起跳腳在空中維持姿勢不動,落地時需要緩衝,以免膝蓋受傷。
13. 協調訓練:左手碰右腳、右手碰左腳,前後交替連續動作向前移動。
參考資料