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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步驟1:面朝天花板仰臥在墊上,雙腿伸直,雙手伸直置於頭上方,手臂盡量貼緊耳朵。
步驟2:腹部肌肉收緊,將頭、肩膀、背部離地,背部與地面成 45 度。
步驟3:緊接著甚至同時,將雙腿提起,使身體成 V 字,此時伸直的手盡可能靠近腳。
步驟4:身體放鬆,平躺回起始位置。
步驟1:面朝天花板呈 空心支撐 (HOLLOW HOLD) 姿勢。雙腿伸直,雙手伸直置於頭上方,手臂盡量貼緊耳朵。
步驟2:腹部肌肉收緊,快速將胸部靠近膝蓋,此時雙腿屈曲,呈現仰臥緊縮捲腹姿勢。
步驟3:手臂向前伸直,此時全身呈全身屈 (HOLLOW BODY) 姿勢。
步驟4:回到步驟 1 再重複。
步驟1:面朝天花板仰臥在墊上,雙腿伸直,雙手伸直置於頭上方,手臂盡量貼緊耳朵。
步驟2:將右臂和左腳抬離地面離地呈 V 型,使手腳盡可能靠近到手指尖碰觸到腳尖。
步驟3:回到起始位置。
步驟4:將左臂和右腳抬離地面離地呈 V 型,使手腳盡可能靠近到手指尖碰觸到腳尖。左右交替重複。
步驟1:以 45 度角向左側躺,雙腿伸直,重心放在左臀部,左前臂放在地板上支撐,右臂向天花板延伸或是放在後腦杓。
步驟2:保持雙腿伸直,將雙腿和右臂互相靠近呈 V 型。
步驟3:回到起始位置,再以右側重複。
資料來源/Runner's Wordld
責任編輯/Dama
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