跑步是人類與生俱來的移動模式之一,透過近代運動科學的興起以及持續不輟的研究,有關跑步生物力學機制的論文已相當豐碩,然而卻較少研究探討到跑步訓練時,手臂擺動對於能量消耗的影響,以及不同擺臂姿勢或型態對跑步時能量消耗的影響又有多少?
2014 年一篇名為《The metabolic cost of human running: is swinging the arms worth it?》的研究,實際針對跑步時的不同擺臂姿勢對能量消耗的影響進行研究。
他們研究了 13 位年輕跑者,在跑步機上以 11.5 km/h 的速度(每公里配速5分13秒)進行正常擺臂(Normal)、雙手交叉放背後(Back)、雙手交叉放胸前(Chest)以及雙手交叉放頭頂(Head)等 4 種不同擺手姿勢的跑步,並同步收集他們跑步時的能量消耗與動作變化情形。雖然一般跑者很少會把手放在背後或頭頂跑步,但此研究是希望了解,當手臂不正常擺動時,會對跑步動作及能量消耗有什麼影響,因此設定了不同擺放位置。不過值得注意的是,雙手交叉放胸前的擺臂方式,類似於一些習慣將手緊貼胸前並幾乎不擺動的跑者。
研究發現正常擺臂(Normal)的能量消耗(net metabolic power) (下圖中的灰線) 是最低的,而雙手交叉放背後(Back)、胸前(Chest)以及頭頂(Head)上跑步皆比正常擺臂分別多出3%、9%、13%的能量消耗。
這項研究也發現,當跑步時不擺臂,其肩膀與骨盆左右旋轉的幅度會比正常擺臂來的高。雙手交叉放背後、胸前及頭頂分別增加了10%、44%、8%的肩膀左右旋轉幅度以及63%、102%、101%的骨盆旋轉幅度。
此結果反映出,跑步時的擺臂動作有助於減少身體的旋轉。因為擺臂時所產生的力量可與擺腿所產生的旋轉力量相互抵銷,進而減少軀幹的轉動,藉此達到較少的能量消耗。換言之,當跑速增加擺腿力量隨之增加的情況下,擺臂的幅度自然也需要相應的提高,就如同衝刺跑時,我們會自然加大擺臂動作來穩定軀幹姿勢,避免身體過多的旋轉。
跑步時的擺臂是相當重要的,它可以幫助我們抵消擺腿時所產生的旋轉力量,進而減少軀幹的轉動與能量消耗,讓我們跑得更省力。雖然平常跑步時,我們很少會將手放在背後或頭頂,但值得注意的是,當擺臂過小時容易產生像研究中雙手交叉放胸前的姿勢。因此,適度的擺臂,並隨著跑步速度調整擺臂的程度,才能減少不必要的能量消耗。
參考文獻:
Arellano, C. J., & Kram, R. (2014). The metabolic cost of human running: is swinging the arms worth it? Journal of Experimental Biology, 217(14), 2456-2461.
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:跑步時的擺臂對能量消耗有影響嗎?
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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2018波士頓馬拉松冠軍川內優輝的大學田徑社教練津田誠一,在他的著作《市民跑者之王》中,私傳各種全馬目標時間的具體練習法,這也是以往他教市民跑者川內優輝的方法,讓川內在畢業後一步步走上波馬冠軍之路。如果你的全馬目標也是SUB400、SUB330或SUB300(跑進4小時內,以此類推),試試這些實戰練習菜單!
首先,一年只參加兩到三次全程馬拉松正式比賽,以兩次為主,11月到12月一次、1月到3月再一次,其他時間則是為迎戰正式比賽的「練習賽」。
或許也有不少業餘跑者會模仿川內,整個賽季幾乎每週上場比賽,若是樂在其中倒也沒什麼太大的問題,但如果是想跑出好成績,比賽就跟練習一樣,必須張弛有度。
請把正式比賽與練習賽分開,各自立定目標。重點在於能不能讓自己的身體在最佳狀態(巔峰)參加正式比賽。這點即使是經驗老到的頂尖選手也不容易辦到,要如何讓身體處於最佳狀態也因人而異,沒有絕對適合每個人的標準答案。關鍵在於參考別人的作法,同時用自己的頭腦思考,反覆嘗試,累積經驗。
我的練習法是以每週兩次重點練習(週三的速度練習、週六的長跑)為主軸,如果想在4小時內跑完馬拉松,光靠每週一次的重點練習(長跑)或許就能達成,但還是以每週兩次的練習最能見效。
不管怎樣,都要專注於重點練習,確實地跑完設定的趟數或距離,因為這跟馬拉松的最後幾圈跑得好不好息息相關。
我為立志刷新自己跑馬拉松時間紀錄的業餘跑者設計了從兩個月(8週)前開始的練習菜單,好讓他們能在比賽時跑出「4小時以內」、「3個半小時以內」、「3小時以內」的成績。
全都是以週三的「速度練習」、週六的「長跑」為基礎,正式比賽兩週前的週六則是「30公里長跑」。
跑者的類型及跑步能力因人而異,所以上述的練習法只能當成參考,如果是遲遲無法達成目標,或是始終無法縮短時間的人,應該都值得一試。
各種練習菜單的基礎頂多只能做為參考,狀態不好時,不需要勉強保持菜單上的速度,但是請確實跑完設定的「趟數」或「距離」。
即使已經習慣長跑,還是有很多人不擅長間歇跑。這種人不妨從400公尺等距離比較短的間歇跑開始,藉此記住速度感。
請用跟1000公尺間歇跑同樣的速度跑400公尺,再以200公尺的慢跑(70-75秒)銜接。
我想跑得比較快的人跟跑得沒那麼快的人感覺肯定有天壤之別,所以請務必透過練習找出適合自己,絕不勉強的時間。
重點在於一定要確實執行200公尺的銜接慢跑時間(70-75秒),並且盡可能以最快的速度,保持一定的速度從頭跑到尾。
這麼一來,跑姿就不會亂掉,能在保護膝蓋、意識到節奏感的情況下完成高品質的練習。
邊保持遊刃有餘的速度進行重點練習,跑完後若還有體力,請加速再跑一趟。追加的這一趟最多只是錦上添花,所以千萬不要勉強。
當比賽在即,週三的速度練習可以稍微縮短距離,以讓動作變得俐落為目的,把注意力放在「中段加速」。
川內比賽前一天會利用1萬2000公尺的配速跑再加2000公尺來激發自己的潛力,一般的業餘跑者不需要做到這個地步,因為這樣只會增加無謂的疲勞。
可行的代替作法是比賽前一天花10或20分鐘輕鬆地慢跑,然後再以全力以赴的6成力的感覺,輕鬆地跑3趟100公尺的「短距離全速衝刺」。只要掌握到跑步的感覺或節奏感即可。
除了週三與週六的重點練習,基本上都是慢跑,希望大家都能視自己的身體狀況,針對重點練習進行「調整」。因為不少跑者都會因為比賽在即而努力過頭,導致受傷,所以千萬要記得不要努力過頭。
結束練習時,要隨時都能保持「明天也想再跑」的心情,才是能跑出好成績的高品質訓練。
開場白太長了,以下為各位介紹針對各種目標時間的練習菜單,只列出每週兩次的重點練習,其他時間請配合自己的身體狀況,在意識到節奏感的前提下,以消除疲勞為目的,用慢跑來銜接。
4小時以內是指從起點跑到終點的平均(even)速度為每公里5分40秒,但是要以養成再快10秒的「每公里5分30秒」的速度感覺為目標。只要能以每公里5分30秒的平均速度跑完全程,抵達終點的時間為3小時52分。假設跑到最後速度都會掉下來,至少要養成這樣的速度感才能追回慢下來的時間。
週三的速度練習請保持每公里5分30秒至5分50秒的速度。週六的長跑請保持每公里5分40秒至6分00秒的速度。目標速度設定得比較慢才能產生對速度的餘力,比起加速,更希望各位能確實養成慢慢追趕上去的的感覺。
倘若這個速度不過癮,不妨在跑完設定距離後,再加速「多跑兩公里」。不一定要追加這兩公里,但這兩公里有助於培養最後衝刺的感覺。
3個半小時以內換算成平均速度大約是剛好用5分鐘跑完1公里,但是要以養成再快15秒的「每公里4分45秒」的速度感覺為目標。
只要能以每公里4分45秒的平均速度跑完全程,抵達終點的時間就是3小時20分鐘左右。假設跑到最後速度都會掉下來,至少要養成這樣的速度感才能追回慢下來的時間。
週三的速度練習請保持每公里4分45秒至5分00秒的速度,週六的長跑請保持每公里5分00秒至5分30秒的速度。不妨將比賽的速度設定為每公里比5分鐘再短一點的時間。
立志在3小時以內跑完的人,平均速度為每公里4分15秒,但是要以養成再快15秒的「每公里4分鐘」的速度感覺為目標。
只要能以每公里4分鐘的平均速度跑完全程,抵達終點的時間就會在2小時50分以內。假設跑到最後速度都會掉下來,至少要養成這樣的速度感才能追回慢下來的時間。
週三的速度練習請保持每公里3分50秒至4分15秒的速度;週六的長跑請保持每公里4分20秒至4分40秒的速度,請保持比正式比賽稍微慢一點的速度來跑。
書籍資訊
◎ 以上文章摘自一心文化出版,津田誠一著作、賴惠鈴譯《市民跑者之王:波士頓馬拉松冠軍川內優輝打破常識的跑步訓練法》一書。
本書特色
川內高中時期曾受過傷,並且有1年無法好好跑步。畢業後沒有成為職業跑者,反而是當起上班族,利用業餘時間訓練、週末和假期去比賽。個人馬拉松最佳成績跑出2小時08分14秒,擠身世界一流菁英之列。截至目前創下世界金氏紀錄,累積了85場全馬完賽時間2小時20分以內,他也參加過兩屆世錦賽和一屆奧運會,所以日本國內都稱他為「最強公務員」或「市民跑者」,是跑者勵志代表人物。因為曾經受過傷,並且是市民跑者的身分,使用了本書的練習法讓他找回自信與成就,而這樣的練習法也適用於廣大的一般跑者。
「川內訓練法」打破跑界常識:
1.速度練習及長跑都必須從一開始就保持固定的速度跑到最後。
2.重點練習一週只要兩次,其他天都以慢跑來消除疲勞。
3.減少練習量反而能刷新紀錄。
4.不做短距離的間歇跑,直接做1000公尺或2000公尺的間歇訓練。
5.以參加比賽來代替重點訓練。
6.間歇跑的休息區間要縮短,讓身體和呼吸還沒完全恢復下就繼續下一趟衝刺。
7.需要工作的平日就算只慢跑30分鐘也無所謂。
8.長距離的跑步,維持膝蓋彈性、保護膝蓋才是關鍵。
9.練習時,狀態越好越不要拚命跑,練習只要八分飽就好。
10.LSD中間用走的也沒關係,只要能在3小時內慢慢走完即可。
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責任編輯/Dama