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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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運動減重方式數不完,然而不是每項運動都適合全部減重者,例如肥胖者和有關節疾病困擾者常不敢運動,或是平時沒運動習慣,突然為了減重而運動恐怕很難維持。這時,健走會是個最初階、簡易,且適合多數人的入門運動。如果你是上述這些人,或是你身旁有朋友想瘦身又懶得動起來,穿上舒適合腳的鞋,去健走吧!
健走可有效燃燒體內脂肪!不過走路也有分強度,而強度影響消耗的熱量。依據衛福部國民健康署資料,一般走路每小時速率約4公里,消耗熱量以50公斤成人計算,每半小時消耗77.4大卡、60公斤則消耗約93大卡。快走則會感覺心跳加速、微喘、流汗,每小時速率約6公里;消耗熱量以體重50公斤的人計算,每走半小時約消耗112大卡、60公斤消耗135大卡。
許多人把健走與強度較高的慢跑相比,若以15-30分鐘運動時間計算,健走與跑步同樣都是消耗掉體內的碳水化合物,然而減重主要目標是「減脂肪」。如果健走持續半小時以上,這時碳水化合物的消耗降低,脂肪的燃燒率急劇提高;跑步消耗的熱量則以碳水化合物(也就是消耗掉肌肉熱量)較高,跑步後的體內脂肪消耗率較健走少,反而較低強度的健走能在減重上小兵立大功。但必須注意的是,健走不是隨便走10分鐘就有效,長時間運動才能燃燒更多脂肪!
以下是衛生福利部國民健康署列出的健走好處﹕
1. 健走對腳部關節的耗損比跑步、爬山等其他運動少。走路時,腳關節承受的荷重約體重的1-2倍;跑步約3-4倍。
2. 預防及改善心血管疾病、糖尿病、代謝症候群等慢性疾病。
3. 預防骨質疏鬆、預防跌倒。
4. 提升心肺功能。
5. 紓解壓力。
6. 以步代車,經濟又環保!
全身:身體打直同時放鬆,從心裡感覺你的耳朵、肩膀、臀部、膝蓋到腳踝都成一直線,並謹記「抬頭、挺胸、縮腹、不聳肩」。
頭部:頭頸放鬆,頭部和視線都朝正前方,下巴與地面平行,眼睛避免往下看,將視線落在你的正前方約6公尺處。
雙手:肩膀放鬆,手掌微握但避免握拳過緊,手臂彎曲呈90度角,上臂貼近身體,手肘約在腰部位置,搖擺幅度隨著步伐自然擺動。(手臂的擺動有助於健走的速度,快速的手臂擺動可帶動增加步頻)
核心:維持正確姿勢的關鍵在核心力量。健走時,使用從身體中央肚臍周圍到後背脊柱之間的腹部肌群,並隨時檢查下背部(腰部),如果它開始彎曲不正,重新使用核心力量讓骨盆回到自然的位置。簡單來說,縮小腹、夾臀以保持直立。
雙腿:跨步距離依個人舒適度而定,前腳腳掌落下時腳後跟先著地,此時地面、腳後跟與腳趾呈45度角;隨著每一步的著地點都從腳後跟移到腳趾,在下一步開始前,運用前腳來轉換身體重量。記住走路時腿部必須打直,但別鎖住膝蓋。
速度﹕每小時5-6公里(若以每小時4公里的速度則屬於散步)。
時間﹕扣除暖身與緩和時間,每次最好30分鐘。
建議時機﹕飯後半小時到1小時後,另建議睡前2小時內不要激烈運動,避免刺激交感神經影響睡眠。
地點﹕針對膝蓋關節安全考量,在室外選擇PU跑道最安全,室內使則可使用跑步機。以外在環境因素考量,室外缺點是有空氣汙染,夏天容易中暑、冬天太冷容易使血管急速收縮導致血壓飆高,有心臟疾病者不建議此時到室外。相反的,在室外運動好處是可吸收維生素D,研究證實骨密度的維持必須運動、日曬、鈣質補充及維他命D三管齊下,建議每週3-4天早晨或傍晚到室外運動,約15-20分鐘即可。
注意﹕「我每天吃完飯後都散步30分鐘,這樣算運動到了嗎﹖」事實上,時速每小時3-4公里的散步不是運動,只能算是「活動」,比起吃飽就睡或坐著看電視,這樣的活動促進血液循環、肢體活動,但散步既不能增加心肺功能、沒有增加耗能,也較少訓練到肌力或肌耐力。
資料來源/衛生福利部國民健康署、財團法人全民健康基金會、i-care健康促進服務雲
責任編輯/Dama