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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無論是跑步新手或是半馬、全馬訓練課表中,輕鬆跑都是佔比最高的訓練,然而常有跑者覺得輕鬆跑「很沒用」,在輕鬆跑時跑得太快。事實上,國外研究已發現輕鬆跑對跑步表現的驚人影響,輕鬆跑佔所有跑步訓練比例較高(80%)的跑者,反而比佔比較低者(65%)進步幅度高出23%!
輕鬆跑(Easy Run),也稱E Pace,顧名思義就是要夠輕鬆。別小看它!它是幫助你輕鬆完成比賽的幕後大工程。你可能認為「按照邏輯,不是該讓輕鬆跑配速接近馬拉松配速,這樣才能讓參賽時更輕鬆嗎?」但一項研究顛覆了這個想像,結果指向輕鬆跑佔比高者,進步幅度反而比佔比低者來的大。
2007年一項多國大學聯合發表的研究證實了這個說法:該研究針對20名西班牙精英男性長跑運動員,分配給他們兩種不同的訓練計畫,並追蹤5個月。這些男跑者10公里最佳紀錄都在30分30秒至35分鐘之間(這樣的速度如果在台灣,約一半的人可進男子一萬公尺歷代百傑)。
第一組跑者接受低強度訓練計畫,即輕鬆跑佔所有跑步訓練的80%,輕鬆跑的配速明顯低於乳酸閾值跑,約比5K馬拉松配速慢1.12倍;其餘20%則平均分攤做中等強度(接近乳酸閾值)和高強度(接近最大心率)訓練。第二組跑者則接受更高強度的訓練計畫,也就是輕鬆跑佔65%,另外25%中等強度和10%高強度訓練。
兩組跑者平均週跑量50-55英里(約80-88公里),他們每週的訓練方式不同,但都維持相同的強度分布,並在訓練全程透過心率監測控制配速,研究人員也使用一套訓練負荷測量系統,以確保兩組跑者的總體訓練負荷相似。5個月後,扣除沒有達到試驗條件的8人,兩組僅各剩6個受試者。
為了測試兩組訓練方案的有效性,研究開始和結束時,他們都進行了10公里越野跑,結果顯示,經過5個月訓練,兩組跑者都獲得改善。然而,低強度組即便在速度訓練上花費的時間較少,但與高強度組相比,他們進步得更多。低強度組的10K越野跑時間平均縮短2分37秒,高強度組則縮短2分1秒。
本身為跑步教練的該研究作者針對結果推測原因:身體對高強度訓練(如間歇跑、節奏跑等)的反應相當迅速,並可以在相對適中的訓練量就能達成;低強度訓練(如輕鬆跑)則花費了更長的訓練時間。
另一方面,大量劇烈運動可能增加對身體的負面影響,像是研究團隊最初規劃讓第三組跑者進行非常高強度的訓練,主要專注在接近最大心率的訓練內容,但是他們發現,該組大多數運動員在2-3週就開始出現過度訓練症狀,遑論撐到5個月的研究時程。
雖然這項研究已超過十年,但美國耐力運動教練暨作家Matt Fitzgerald也大力推薦80/20跑步原則,甚至為此出書《80/20 Running》,彰顯保持低強度訓練約80%的優點;此外,許多精英跑者的訓練計畫也遵循此原則。
輕鬆跑要怎麼跑才叫輕鬆?E配速的關鍵在於「慢」,因為過高的強度會讓身體長時間處於無氧狀態,就無法增強有氧能力。以自我感受來說,輕鬆跑時呼吸輕鬆順暢,是可以自然地跟朋友聊天對話的速度。以心率區間來說,E心率約是儲備心率(最大心率-安靜心率)的59-74%。目前不少運動App可依照自身狀態算出E Pace的配速區間。
資料來源/RUNNERSCONECT、《跑者都該懂的跑步關鍵數據》
責任編輯/Dama