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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扁平足,台語俗稱「鴨母蹄」,意味腳掌像鴨子蹼一樣平貼於地面。前面曾提過,扁平足患者由於足弓塌陷,而無法吸收身體重量及地面的反作用力,因此會增加運動時重力對關節產生的衝擊。
成年人約二到三成有扁平足。而且扁平足也有部分遺傳傾向,父母長輩若是扁平足,小孩也有較高機率為扁平足。
將內踝下緣凸起❸到第一趾骨頭❶連成一線,若舟狀❷在❶∼ ❸連線之下,則為扁平足。
在地上鋪兩張白紙,雙腳打濕,然後分別在兩張白紙上壓一下後離開,看雙腳的受壓面積。白紙被打濕的部分就是受壓的部分。足印的內側面積可參考下頁圖,比較足弓偏較高或低。
門診有非常多患者其實並不知道自己是扁平足,直到因為腳痛、膝蓋痛、腰痛、全身痛而前來就醫時,才被我看出其實都是扁平足造成的全身問題!有些人就算側面看起來足弓正常,但有拇趾外翻、鞋內側凸出、走路外八、跟骨外翻等間接扁平足特徵,還是可以判定為扁平足。
有趣的是,有些人會有「拒絕承認扁平足症候群」,而且以男性居多。他們通常會說:「我活了 30年,沒有人說我是扁平足。」「我爸爸媽媽都沒有扁平足。」「可是我有當兵啊,體檢時沒診斷出扁平足!」「我上次有做足測,測出來足弓正常。」此時,我都會笑笑跟他們說:「你真的是扁平足,以上這些症狀你都符合。我看過很多例子了,相信我吧!」
若有以下情形,有極高的機率是扁平足,若不確定建議還是由專業醫師判斷較準確。
1.拇趾外翻
2.走路外八
3.足跟歪斜
4.前足寬扁
5.舟狀骨下降
6.第一趾骨下降
7.鞋子變形
正常拇趾向外的角度需小於 15°,超過即為拇趾外翻。常合併趾關節滑囊炎,會反覆發炎而非常疼痛。若無治療必定持續惡化。需使用鞋墊改善整體足部力學狀態。
橫弓、滑囊炎、無橫弓支撐,因此各腳趾受體重影響
健康腳趾的定義是:每一根趾頭都正常朝前,無爪狀勾起,趾間空隙固定,無跨趾、外翻等現象。任何腳趾變形、爪狀趾,都會影響足部筋膜,最終影響到全身筋膜,不可不慎。擁有健康腳趾的要點:
1. 大小合適的鞋子:鞋子太小會導致腳趾擠壓變形,太大時足部需過度用力抓住鞋底,腳趾也容易變形。
2. 不穿過軟的鞋子:底部過軟足部會不自覺用力抓造成問題。
3. 穿五趾襪:此為最簡單並有效的方法。五趾襪可以長期維持腳趾的健康。
門診病患中有些跑者膝、髂脛束症候群(詳見本章最後「堡醫師小診所)改善很慢,其中很多其實是因為扁平足沒有矯正造成的。扁平足不一定是雙側同時出現,以下組合皆有可能:
1. 正常足+扁平足
2. 正常足+偏低足
3. 偏低足+偏低足
4. 扁平足+偏低足
扁平足可嘗試先放鬆足部、小腿過度緊繃的筋膜後,鍛鍊足部肌肉,便能小幅度改善足弓的狀況。(詳見本章最後「堡醫師小診所」)
當兩腳足弓不等高時易造成後續的骨盆歪斜、膝蓋痛等問題。矯正方式是使用特製鞋墊來改善下肢骨架的排列方式,直接撐出足部的立體三足弓構造,平均分散足部不平衡的壓力,達到改善的效果。特製鞋墊通常需較厚才能達到較好的支撐。最好的方式是做好鞋墊後,帶著鞋墊去挑鞋子。先取出鞋子原本的鞋墊,再放入特製鞋墊,試穿後大小適合再買鞋。
鞋子的種類最好是運動鞋類型,鞋面不宜太軟,需有支撐性,才能有矯正效果。鞋子楦頭需較寬,因為扁平足的人通常腳板較寬,腳趾才不會因過度擠壓而變形。若症狀較嚴重可選高筒鞋效果更佳,但缺點是穿起來較悶熱也較笨重。
A:當然可以。堡醫師的朋友就是嚴重扁平足,但還是可以征服超馬、超級鐵人等比賽。扁平足只是腳部較容易感到不適,經過鍛鍊後還是可以正常運動喔!
A:建議成長中的小朋友穿至成年不再長高為止。在成長過程中使用鞋墊,會使下肢排列較好較直,讓骨骼、肌腱、韌帶正常發展,成年後較骨骼不會定型為:前足寬扁、跟骨歪斜。成人可視自身狀況,若容易腳痠、膝痛、腰痛等,確定是扁平足引起,使用鞋墊會對生活品質有所幫助。
A:視活動量及體重而定。活動力高及體重較重的小朋友磨損較快,約 6個月到 1年更換。成人在一般活動量下約可維持 1 ∼ 3年。
A:建議平日站立、走路時最好都有鞋墊支撐。若是短時間的運動如打球,人體自然會收縮足部肌肉,鞋墊的角色就沒那麼重要,而且可以減少運動時鞋墊的損耗。但若經濟無虞,穿著運動也無妨。
扁平足造成的全身問題,也是堡醫師的切身之痛。因為本身就有低足弓問題,加上運動讓足部過度使用,足部筋膜問題更是加雪上加霜,長久之後即影響全身造成全身疼痛。
堡醫師遇過無數肩頸痠痛的病人,不管怎麼按摩、捶打、吃藥、貼布、擦痠痛藥膏 ⋯⋯都治不好,更有人是從 20 ∼ 25歲開始,肩頸痠痛就再也沒好過!沒有這種痠痛問題的人其實難以理解,常會說:「你就是上班上太久啊!」「你就是姿勢不良啊!」「你就是缺乏運動啊!」 ⋯⋯追根究柢,其實都是扁平足惹的禍。成年後,因為柔軟度降低,需要工作、久坐,筋膜開始變硬、含水量下降,再藉由代償問題進而影響全身。解決這個問題最好的方法就是顧好下肢,特別是扁平足,上半身問題自然就能痊癒。
對足部本身而言,扁平足會因支撐力不夠而造成拇趾外翻、韌帶扭傷不易痊癒、足部肌肉痙攣痠痛等問題。更進一步甚至會影響腳踝、小腿、膝蓋及骨盆。
責任編輯/瀅瀅