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。
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鐵人三項一直以來都需要大量的體力、肌耐力,以及意志力才能完成的賽事,然而就因為這種巨大的鐵挑戰,總是吸引許多人參與,但是在賽後總是會精疲力盡,不僅精神上,身體也會受到巨大的傷害,此時,除了透過飲食恢復身體外,也需要一些方法來輔助。以下5種超實用的恢復方式,身為鐵人的你,一定要收藏!
在賽後,想必全身都需要洗刷過才感到舒適。在賽後,可先沖一下冷水洗,再泡上6-10分鐘的熱水,此時熱水澡能促進身體血液循環,冷水能收縮血管,在冷熱交替下,可以加快排掉乳酸,幫助賽後能較快恢復疲勞。
在賽後,身體正處於肌肉全不沾黏的狀態,因此如果要加快排出乳酸堆積,建議可以採用深層組織按摩或是運動療法按摩來來恢復身體,如果要自己按摩,建議可使用滾筒來對深層肌肉進行按摩。
對於所有運動員來說,瑜伽是一項對身體恢復非常好的運動,不需要太多的體力就能達成。許多瑜伽都有針對鐵人三項開設課程,除了能幫助賽後恢復外,對於提升運動表現以及預防賽中受傷都非常有效,當你結束賽事時,不仿做一些靜態瑜伽伸展,不僅能恢復疲憊的精神,身體也能修復。
運動完後,總是肌肉處在緊繃狀態,總會有痠痛的不適,有時呼呼大睡也未必能將全身肌肉放鬆,此時,可以透過針灸來緩解緊繃的肌肉與神經。中醫認為,過量的運動會造成身體經脈受損,使缺氧血液堆積在局部組織,形成氣滯血瘀,就容易產生痠疼痛,此時,針灸就是行氣活血最快速有效的方法,透過針灸能讓血瘀散開,酸痛就能緩解。
靜脈注射是給賽後需要快速恢復的人使用,通常會注射非固醇類消炎藥、止痛,與肌肉放鬆作為治療的方式,還會注射許多維他命以及礦物質來幫助身體恢復,但如果能採用以上四種方式來恢復疲勞的身體,是不需要考慮到注射,營養方面也可多攝取大量蛋白質來幫助肌肉恢復。
資料來源/ACTIVE
責任編輯/妞妞
波士頓馬拉松是許多跑者心中理想,卻最難達成的目標。今天介紹的這位跑者,現年50歲的他,已有7次波士頓馬拉松的經驗外,還參加過奧運的馬拉松賽。彼得‧哈默 (Pete Hammer)是一名波士頓兒童醫院協助心臟外科醫生的生物醫學工程師,身為一名醫學博士,他協助醫生確定最有效的手術技術,以幫助患有複雜心臟問題的孩子。
彼得‧哈默 (Pete Hammer)是一名在波士頓兒童醫院協助心臟外科醫生的生物醫學工程師,身為一名醫學博士,他協助醫生確定最有效的手術技術,以幫助患有複雜心臟問題的孩子。
在跑步領域,現年50歲的哈默也是一名好手,每天早上將兩個孩子送到學校上課後,哈默便會在擁擠的交通之中,以跑步9英哩的方式到達醫院,除了是習慣之外,也是他的訓練方式。這一年,波士頓的冬季經常會有暴風雨來襲,雪與冰遍佈大地,但是在雪地和冰面上,哈默依舊穿著他老舊的跑步鞋來進行跑步訓練。
哈默住在尼德姆,每個週末,他都會在波士頓馬拉松的場地上進行訓練,包括著名的心碎波。每隔一段時間,他還會去高中的運動場上訓練,在400公尺的跑道上重複20圈。
哈默的跑步經歷非常豐富,他在1999年芝加哥馬拉松的比賽當中跑出了2小時20分04秒的佳績,在2000年奧運馬拉松項目比賽中排名第23位。他最喜歡的項目是越野賽,最喜歡的賽事則是國家俱樂部越野錦標賽,整個秋天,他都將重心放在訓練,希望能夠在波士頓田徑運動協會隊,登上領獎台。
今年12月10日,哈默連續第二年拿到了在佛羅里達州舉行的大師俱樂部錦標賽的冠軍,在這場十公里的比賽當中,他在男子50歲至54歲分齡組別的比賽成績是33分28秒。2015年的時候,他也以33分10秒的成績拿到了45歲至49歲分齡組的冠軍。
哈默爾的妻子,43歲的戴安娜‧鮑瑟 (Diana Bowser)也是一位頂尖跑者,她曾參加過3次馬拉松比賽。當哈默早晨去送孩子的時候,鮑瑟便會以跑步出發,前往她工作布拉德斯大學;在那裡她指導MS全球健康政策和管理計劃。鮑瑟過去在非洲,拉丁美洲和其他地方的國家政府工作而聞名,她獲得了哈佛大學學士學位,耶魯公共衛生學院碩士學位,以及來自於哈佛公共衛生學院的衛生經濟學學位,是一位相當優秀的女性。
由於過度專注於外在生活,哈默自認為是家庭生活的失敗者,但是哈默在結束了秋季越野賽季之後,已經有了新的目標,他將會改變裝備,並專注於他的春季即將到來的波士頓馬拉松賽。他已經七次參加了波士頓馬拉松,接下來即將踏上第8次的波士頓馬拉松之旅。