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。
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由渣打國際商業銀行冠名贊助的「2017臺北渣打公益馬拉松」,將於2月12日春節後舉行。首次開放大眾報名參與的視障陪跑員在今天進行集訓,為了讓志工陪跑員順利完成陪跑工作,大會特別安排經典賽教練陳金鋒、經典賽副隊長陳鏞基、街頭路跑達人胡杰、以及有陪跑經驗的渣打銀行人資長陳瑋芝帶領練習,一同為陪跑做準備。
「2017臺北渣打公益馬拉松」目前是最多視障跑者參與的賽事,每年多達200位視障跑者報名,而3公里組別的視障跑者中,有近3成的視障者需要大會協助徵選陪跑員。去年11月初開放報名後,就獲得199位熱情跑者登記3公里陪跑,經過比對身高與體型之後,有39位志工順利成為「2017臺北渣打公益馬拉松」視障跑者的陪跑員。
渣打銀行多年來在臺灣贊助公益馬拉松,除了致力於提供跑者優質的運動賽事,也期望喚起社會大眾對於視障就業議題的關注。渣打銀行於2013年結合社福團體、企業及政府的資源,成立「看得見的希望視障就業平台」,支持視障人才多元就業,幫助視障者能獨立自主地生活,也讓企業在進用人才的同時實現社會責任,統計截至2016年9月底,已幫助超過310位視障朋友發揮自身所長,投入各行各業,包含金融業、資通服務業、公共行政、行銷研究產業等。
渣打國際商業銀行總經理陳銘僑表示:「臺北渣打公益馬拉松結合運動與公益,也是每年擁有最多視障跑者參與的賽事,我們希望透過這個有意義的活動,讓更多視障朋友跑出信心,並與更多熱愛跑步的社會大眾有互動的機會。今年首次開放大眾報名視障陪跑員,感謝近兩百位跑者熱情報名響應!透過視障陪跑訓練營,陪跑員需學習以視障朋友的方位為中心,利用時鐘方向來說明具體的方位,並適時告知環境中的變化等注意事項,才能讓跑者透過陪跑繩與視障跑者一同體驗運動帶來的美好!此外,視障陪跑員除了需要提報清楚的指示外,擁有同理心也是建立彼此信任的重要關鍵。今年我也將擔任陪跑員,已經開始練習如何帶領視障跑者,希望運用所學的陪跑技巧,與視障跑者共同享受跑步的樂趣!」
經典賽教練陳金鋒攜手副隊長陳鏞基,於經典賽集訓期間特別為公益站台,出席視障陪跑訓練營,希望發揮雙倍愛心與影響力!陳金鋒提及:「看見渣打銀行長期關注視障就業議題,並投入許多資源與心力,如同渣打公益馬拉松結合運動與視障關懷,兼顧健康與公益,為路跑活動帶來雙重樂趣!這次很高興與鏞基一同出席公益活動,希望未來有更多企業加入關懷視障就業議題的行列。」
陳鏞基於現場首次體驗「盲人棒球」,憑藉著聲音與其他感官的協助,在看不見的情況下成功打擊,替視障陪跑訓練營增添更多元氣!陳鏞基表示:「即使是我最熟悉的棒球,在黑暗中還是需要旁人的幫忙及引導才能打擊成功,就像視障跑者需要陪跑員的協助一樣!這次很開心能夠參與陪跑訓練營,替『2017臺北渣打公益馬拉松』的陪跑員與視障跑者們加油。」
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