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。
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。
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許多鐵人三項的專業選手,由於長期的強度訓練以及肌力等問題,使得他們有著臀部肌鍵炎的困擾,漸漸地影響到生活中的行動。而這個問題隨之而來的也會影響到身體的其他部位,最後甚至嚴重到被迫提早結束運動生涯。
在美國的運動訓練雜誌上發表了一項新的研究,是關於《在訓練和比賽中,注意臀部的運動和加強周圍的肌肉會產生深遠的影響》。為了證明這一點,加拿大研究人員找了一群患有髕股關節疼痛(也稱為跑者膝)的患者,其中一半的人接受了膝關節和大腿肌肉強化治療方案,另一半則接受了臀部和核心的強化。雖然兩組最終發現疼痛明顯減輕,但臀部強化組又另外一組提前一周改善問題。
可以肯定的是,雖然我們經常關注鞋子和其他與膝蓋疼痛等關聯性問題,但越來越多的文獻表明,更進一步強調動力學鍊是一個有力的例子,另一項對跑者的研究顯示臀部肌肉力量失衡和下肢過度使用的運動傷害有關。同樣,來自卡爾加里大學的研究表明,耐力運動員髖關節的穩定度與腿部肌肉經常受傷的有關,尤其是膝關節疼痛。
Alice Holland博士是波特蘭的物理治療主任,她說:「當身體的某一部位很弱時,另一組肌肉必須協助這個部位,接收他們無法完成的工作,從而導致受傷。 」臀部力量在運動中有著支持作用,跑步時,身體和大腦總是選擇利用最強肌肉是來確定跑步策略。例如,如果臀部或髖關節缺乏力量,你可能會在不知不覺中過度使用你的四肢,這種過度使用會導致膝蓋每走一步都會增加更多的負擔。
Alice Holland表示:增加髖關節的力量可以讓跑者或者鐵人三項運動員透過非常強大的減震器減輕著陸的力量。隨著臀部首當其衝的力量,這將減少對踝關節和膝關節的衝擊力。當你增加臀部和髖關節的力量同時,主要推動你前進的骨盆穩定性也就提高。
在較長的比賽中,如果核心和臀部不強壯,你的跑步技巧就會隨著疲勞的增加而分崩離析。如果你想要預防運動傷害並提高表現,那麼以下是這5組臀部鍛鍊,能夠增加力量並帶來很多好處。
步驟1:仰臥,雙腿伸直,雙腳腳後跟放在健身球上。
步驟2:雙膝彎曲,讓臀部離開地面直到平行,停留15-20,再回到起始位置。
此動作主要是訓練股四頭肌、臀部、下背部。
步驟1:首先將雙手向前平伸,彎曲髖部和右膝,緩慢地下蹲,
步驟2:直到你的右大腿和地面平行,停留10秒,再換左腳,做3-5組。
步驟1:將彈力帶套至大腿,雙腳打開至彈力帶微繃狀態
步驟2:用臀部的力量將屁股像後延伸讓雙膝微彎,雙手插腰向前走10步,這個動作非常有助於穩定骨盆練習,在彈力帶的幫忙之下,讓你感覺骨盆正確的位子。
步驟1:採取坐姿方式,雙膝微彎,將健身球放在身體前方,身體後仰45度。
步驟2:保持臀部不動,使用核心肌群控制動作,旋轉軀幹先朝向右側,再回到初始位置再轉向左側。一組約做8-10下,重複3-5組
步驟2:從髖部向前傾身,同時將抬起的腳往後伸展。保持啞鈴靠近小腿並往下放低,直到背部與舉起的腿幾乎與地面平行。停頓10秒,然後以反向動作回到起始姿勢,一邊做3-5組。
責任編輯/瀅瀅