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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你的臀部力量足夠嗎?這是許多人常忽略的問題。臀部肌群是我們人體力量的來源,在許多動作中扮演了許多重要推動的角色,不過因為長期久坐又沒有適當的訓練,長久下來我們臀肌就慢慢的退化與失去功能了。然而造成臀肌失憶的原因有很多,其中,最常見的是因長期久坐所導致。
當人體肌肉長期處於放鬆的狀態,久而久之就會逐漸失去功能,當需要再次啟動這塊肌肉時,因為長期沒有使用,身體也會忘記如何正確的啟動這塊肌肉,就會利用附近的肌肉來做代償運動。這種代償的狀態久了之後,反而增加重新喚醒臀肌的難度,也造成臀肌力量流失更嚴重。然而在臀肌力量不足的狀況下,許多的身體問題也會出現。以下為臀肌力量不足所導致的問題:
下背痛是臀肌力量不足最常見的狀況之一,有些人明明已經有在鍛鍊背部的肌肉來延緩或是避免肌肉的受傷,可是在下背的部份還是會有酸痛感,這時的酸痛,就有相當大的可能是因為臀肌失憶所導致的。因為臀肌無法正確施力與保持身體,所以就會由下背部的肌肉進行代償,彌補臀肌的功能,在長期的代償作用下,就會造成下背部的不適。
當我們平時日常活動的時候,是哪個肌肉來連結下半身肌肉?其實就是臀部肌肉。然而是否運動完或是爬完山後,的膝蓋前側莫名的疼痛,不論怎麼放鬆都沒辦法緩解?根據研究顯示,有多膝蓋痛的部位,前側痛佔了下肢傷害的10~20%根據專家表示,可能是你的臀部肌群的力量不足所導致,若將臀部肌肉慢慢練起,是可以改善膝蓋痛這塊原因。
下交叉症候群屬於偏離正常體態的問題,我們可以發現這些人有明顯的骨盆前傾和腰椎過度前彎,外觀上讓人誤認為屁股很翹腰很挺,但其實是因為臀大肌失去原有的張力,而必須透過豎脊肌、髂腰肌代償使腰椎過度後彎硬挺起來的結果。在下交叉綜合症例子中可以發現髂腰肌的縮短緊繃使它的拮抗肌(臀大肌)神經驅動變弱,而腹肌被拉長,那麼神經對於拮抗肌(豎脊肌)刺激則變強。因此,必須透過訓練臀部肌肉來改善,在訓練動作中,橋式是一項不錯的選擇。
在臀肌力量不足的狀況下,許多的身體問題也會出現。當臀部肌肉力量不足時,骨盆和髖關節的穩定性下降,導致你在運動過程中,像是跑步的步伐過大和過寬且搖晃不穩,搖晃的步態讓跑者容易摔倒,而過大和過寬的步伐可能會引起足底筋膜炎和足部水泡的發生。此外,對於久站的職業來說,也會造成足底筋膜炎的症狀。