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。
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。
為了讓健康的運動觀念進入日常生活,我們創立了運動科學網;為了讓正確的運動知識提升生活品質,我們創立了運動科學網,我們致力於運動科學的研究,希望這些努力不僅僅侷限於學術領域中,而是讓熱愛運動的普羅大眾更健康快樂地運動。
在跑步後的舒緩、伸展和放鬆一直是很重要的一個環節,在跑步過後,會使我們肌肉會緊繃,透過瑜珈讓肌肉放鬆後,都能增加肌肉彈性以及跑者關節靈活度並且有效的降低受傷風險。如果肌肉常常處在緊繃感,會使身體的動作不流暢,並且使跑步狀態越來越下降。
以下由諾瑪瑜珈的Shany老師,示範下列五組跑者瑜珈動作,這些訓練都可以讓跑者在跑步後,伸展到緊繃的肌肉,做好放鬆後又可以提升跑者的狀態。每一個動作都停留15~20秒後,再換下個動作執行。
這個動作可以伸展到跑者的大腿前側與外側伸展。
做法:採低弓箭步,將單腿往前跨出,另一腿往後延伸下壓,雙手合十往上舉。停留10~15秒後換腿執行。
這個動作可以訓練到跑者的大腿、小腿後側伸展
做法:採坐姿,將右腳往前打直,左腳彎曲靠內,雙手勾住右腿,將上半身往下壓。
步驟2:上個動作停留15~20秒後,再換腿執行相同動作。
這個動作可以伸展到跑者大腿內側 。
做法:採坐姿,以盤腿姿勢將雙腳腳展合併,雙手打直撐在臀部後面。
這個動作可以訓練到跑者大腿內外側以及舒緩臀大肌。
步驟1:將右腿彎曲放在地面上,左腿往後延伸,將雙手打直平放在前方,將上半身往前下壓。
步驟2:如果無法將上半身下壓,可以將雙手輕放在前側即可。
這個動作可以伸展到跑者的臀部和大腿外側肌肉、前側的拉伸。
步驟1:將右腿跨出,左腿打直往後延伸,將雙手合十扣在右腿上,並將上半身往下壓。
步驟2:上個動作停留15~20秒後,再換邊執行。
關於Shany老師學歷
國立中央大學法文系
澳洲皇家墨爾本理工大學RMIT室內設計系
經歷
前國泰航空空服員
NoMad Om Factory TPE 諾瑪瑜珈 執行長
奧福音樂藝術世界創意總監
中華民國乙級芳療SPA保健師
紐約Om Factory aerial yoga/aerial mellow certificate
NoMad yoga & dance 進階空瑜/空中舞蹈大師研習By Brenna Bradbury
美國POUND Fitness健身合格教練
中華民國紅十字會合格急救員
NoMad Om Factory 諾瑪瑜珈進階空中舞綢、空中瑜珈、瑜珈、輕功教師
紐約Om Factory School of Yoga 台灣唯一師資培訓代表