相信許多朋友都知道跑鞋的避震很重要,但你知道避震指的是什麼嗎?而跑鞋的避震設計又有哪幾種?他們又是如何實現避震效果的呢?本文以淺顯易懂的方式說明什麼是避震以及避震的設計,並用影片和過程分解讓你秒懂避震是如何達成的。
避震,是跑鞋設計中重要元素之一,因為跑步時雙腳需要反覆承受約體重1.5至3倍的衝擊力,長時間累積下來,對下肢的負擔不容小覷。各家運動鞋廠牌無不投入心力在研究如何提升避震功能,從鞋底的緩衝材質、厚度、形狀等角度,尋求最佳的配置,來減少著地的衝擊力。避震的目的是減緩足部接觸地面時,衝擊力上升的速度與幅度。
如下圖所示,穿上有避震功能的鞋子後,可降低力量上升的速度(藍箭頭的斜度)與幅度(藍圈的高度),進而達到避震緩衝的目的;反之,若不能有效延緩衝擊,如赤腳後足著地,則會使力量急劇上升,並承受較大的力量峰值,進而導致傷害發生的風險提高。
要達成避震的目的,使鞋底在接觸地面時能吸收衝擊,實際的方法是透過鞋底的「形變」,來延緩撞擊的持續時間並吸收力量,其方法有兩種,材料避震與結構避震。例如當你踩在軟墊時,軟墊會下陷藉此吸收衝擊,使你感覺到避震的效果,這類我們稱為材料避震;而另一種結構避震,則如生活中常見的彈簧或拱橋,透過外部結構的形變來達吸收與緩衝避震。目前市面上跑鞋的避震設計也可分為此兩類。
材料避震:利用材料自身的形變來達到避震的功能。跑鞋中常見的材料避震設計,透過使用發泡材料、EVA、E-TPU 等較軟的材料,來吸收撞擊。例如 NIKE ZOOM X VAPORFLY NEXT% 及 ADIDAS ULTRABOOST 20。
結構避震:利用外部結構的形變來達到避震的效果。經常利用波浪或拱橋的形狀來到支撐與緩衝的功能。例如 MIZUNO WAVE RIDER 23 及ON CLOUD ACE。
本文使用上述各兩雙代表材料避震與結構避震的跑鞋做示範,請兩名退役的田徑跑者,分別穿著兩款鞋進行測試,A 跑者穿著NIKE 與 MIZUNO,B 跑者穿著ADIDAS 與 ON,以5 分速 (5min/km) 進行30 公尺平穩速度跑。於20 公尺處架設攝影機,以高速攝影模式 (每秒240格) 捕捉足部著地瞬間到腳掌踩平地面的變化。
NIKE ZOOM X VAPORFLY NEXT % 著地後變化
ADIDAS ULTRABOOST 20 著地後變化
NIKE ZOOM X VAPORFLY NEXT% 的中底搭載Zoom X 泡棉材質,在著地瞬間後開始產生形變擠壓,藉此吸收了部分的衝擊力,當腳掌踩平地面時,可看到整體壓縮的現象;ADIDAS ULTRABOOST 20 全中底由Boost 顆粒所組成,其材質為E-TPU (熱塑性聚氨酯),我們可觀察到Boost 跑鞋著地時,衝擊力也會使得Boost 有一定程度的擠壓,腳掌貼平時,亦可看到明顯的變化。
NIKE ZOOM X VAPORFLY NEXT% 著地後中底材料形變過程
ADIDAS ULTRABOOST 20 著地後中底材料形變過程
MIZUNO WAVE RIDER 23 著地後變化
ON CLOUD ACE 著地後變化
我們可以觀察到MIZUNO WAVE RIDER 23 在跑步著地瞬間,其後跟的Wave波浪片會因受力而變得扁平,使原本波浪片前後的空隙都被填滿,波浪片幾乎完全與中底貼合;而ON CLOUD ACE 本身雲端科技緩衝系統 (鞋款波浪狀大底) 在跑步著地瞬間時,波浪受到擠壓,尤其是後足幾乎變為扁平,其透過結構形變而吸收衝擊力的方式明顯可見。
MIZUNO WAVE RIDER 23 著地後中底結構形變過程
ON CLOUD ACE 著地後中底結構形變過程
利用影像捕捉的方式,我們可以清楚觀察到不同款跑鞋透過材料或結構的設計,皆可藉由形變的過程來達到避震的功能。但隨著不同的避震設計,實際上也會有不同的效果與特性,所適合的族群也有所不同,並非越軟越好。例如較軟的避震設計可能有較佳的緩衝效果,但卻會使鞋底穩定性變差,不適合足踝不穩定的人;而較硬的避震設計,也許增加了後足著地衝擊力,但相對提高了穩定性,且對中足或前足著地形態的跑者而言,可能沒有太大的影響,反而可藉此減少緩衝材料的重量,適合競速需求。
因此,根據自身的需求挑選跑鞋,才能達到最佳的效果。
參考文獻:
Lieberman, D. E., Venkadesan, M., Werbel, W. A., Daoud, A. I., D’andrea, S., Davis, I. S., ... & Pitsiladis, Y. (2010). Foot strike patterns and collision forces in habitually barefoot versus shod runners. Nature, 463(7280), 531-535.
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:跑鞋的避震是如何達成的?
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。
為了讓健康的運動觀念進入日常生活,我們創立了運動科學網;為了讓正確的運動知識提升生活品質,我們創立了運動科學網,我們致力於運動科學的研究,希望這些努力不僅僅侷限於學術領域中,而是讓熱愛運動的普羅大眾更健康快樂地運動。
腳踝的柔韌度以及靈活度對於提升跑者吧表線成幾是非常重要的,仰臥英雄式(Reclining Hero Pose)這項瑜伽動作,不僅對跑者或是其它運動員來說,都非常是來拿來放鬆腿部的動作,因為長時間的活動,都會造成下半身肌肉緊繃。
跑步這項運動,不僅是全世界最普及且最受一般人歡迎的運動,也是檢視一個人身體狀況的健康櫥窗,在跑步的過程中,可以關及一個人的心肺、肌力、肌耐力和動作模式等,但透過做瑜伽,可以互相配合,變成相輔相成的一項運動,還能降低受傷機率以及提升跑步表現。一般來說,運動員做瑜伽主要是為了避免受傷,且瑜伽能幫助身體伸展,固定時間來練習瑜伽,再加上按摩和適當的休息,對於跑者來說,都能避免一些運動傷害的發生,像是足底筋膜炎、髂脛束症候群等。然而對於許多跑者來說,瑜伽扮演的是預防身體傷害的角色,但其實,瑜伽還可以從許多方面來改善跑者的跑步狀態,例如調整跑步的姿勢、增進自我知覺、並且使心靈更為敏銳。
仰臥英雄式(Reclining Hero Pose)除了能幫助跑者提升運動表現外,對於一般人來說還有其他益處。像是長期有駝背的人,胸腔會內縮、緊繃,導致在呼吸時會時常上氣不接下氣,或是覺得吸不到空氣,嚴重時還會有胸口痛等情況。仰臥英雄式能幫助胸腔擴展、伸展喉嚨,讓呼吸可以更加順暢以及對抗鬱悶心情。此外,許多女性在月經來潮時,都會感到腰酸背痛、腹痛等情形,如果沒有疼痛到需要吃藥,不仿試試仰臥英雄式來舒緩,同時也能改善雙腿水腫的情況。
步驟1:跪在瑜伽墊上,吸氣將上半身往後躺,用雙手先撐在後面。
步驟2:慢慢的將身體躺平後,將雙手往後貼在瑜伽墊上。
步驟3:停留保持呼吸3-5的呼吸,再慢慢用手將身體撐起。
資料來源/Yoga International、Do you yoga
責任編輯/妞妞
資料來源/Yoga International、Do you yoga
責任編輯/妞妞
想減肥,你都做哪一種運動?許多專家都建議減重時要多運動,但你知道哪種運動對先天帶有較多肥胖基因的人有益嗎?根據臺灣大學公共衛生學院、國家衛生研究院與臺北榮民總醫院等學者刊登於 《科學公共圖書館·遺傳學》 (PLOS Genetics) 的研究顯示,有幾種運動可有效降低肥胖基因對人體的影響,尤其是慢跑。因為慢跑是一項全身性的鍛鍊,過程中需手臂搖擺、腿部與足部跑步前進,肩膀與腹部也皆需參與動作,因此能有效地降低肥胖基因影響。
根據2013-2016年的「國民營養健康狀況變遷調查」,臺灣成人過重或肥胖盛行率高達45.4%;而肥胖由先天遺傳與後天生活形態所共同影響,遺傳率估計介在40%~70%之間。這項研究由台大公共衛生學院、國衛院與台北榮總等學者進行,研究針對「臺灣人體生物資料庫」18,424名30至70歲成年人的資料,以全基因體資料來全面解析五種肥胖指標,包括:BMI、體脂肪率、腰圍、臀圍與腰臀比,並進一步分析18種運動項目。然而研究發現,藉由規律運動,可有效降低肥胖基因對BMI、體脂肪率、腰圍與臀圍的增加幅度,即使與生俱來較多的肥胖基因,仍可透過後天的運動,像是慢跑、爬山、健走、散步、瑜伽或是國標舞等,都能有效地降低肥胖基因的影響。此外,強度稍高的運動更可弱化肥胖基因的效果。根據五項肥胖指標一致顯示,18種運動中,慢跑對緩解肥胖基因,有最顯著的效果。
根據專家研究發現,其它運動種類像是騎單車、游泳、伸展、太極拳、跳舞機、氣功等並未被發現有顯著的緩解肥胖基因效果,因為這些運動,都屬簡易且低衝擊、低負荷量的運動;此外,過去也有研究指出,在冷水中游泳特別會刺激食慾,反而增加游泳後的熱量攝取,這也是游泳未能顯著緩解肥胖基因效果的原因。
若不做基因檢測的話,要怎麼知道自己是否帶較多肥胖基因?根據臺大公共衛生學院流行病學與預防醫學研究所林菀俞副教建議,可以觀察自己與家族成員是否屬易胖體質,像有些人說自己「連喝水也會胖」,可能就是帶有較多的肥胖基因。然而雖肥胖會遺傳,但在先天遺傳因素難以改變的情況下,民眾仍可藉由後天規律的運動習慣以及良好飲食習慣,來緩解先天肥胖基因的影響。
資料來源/健康資料網、Livestrong.com
責任編輯/妞妞