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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Jordan品牌發布全新跑步鞋系列:Jordan Trunner NXT以及Jordan React Havoc,為助力團隊項目運動員在速度與體能訓練中獲取更好表現而特別設計。(推薦訓練適用距離:5公里-15公里)
有氧體能訓練是積跬步以產生質變的長時間挑戰。此次發布的每一款跑步鞋都搭載了React科技,提供持久緩震性能。Jordan跑步鞋還為身型較大的運動員(如鋒線及內線運動員)打造了特別設計,以滿足他們在動態訓練中的橫移及快速步伐對支撐性能的要求。
Jordan Trunner NXT為身型較大的運動員們在訓練中的緩震需求而特別打造。向外延伸出的後跟鰭式設計不僅在外觀上彰顯獨特之處,更為運動員提供了從腳跟到腳趾的全方位支持。中底的鑽石形外露包覆給予雙腳在橫向移動中更好的穩定性能,助力運動員們可以更出色地完成高速折返跑等訓練項目。
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Jordan React Havoc專為長時間體能訓練和傳統衝刺訓練而打造。中底採用了類似React系列跑鞋的特殊幾何形狀設計。前掌內部還搭載了一塊Nike Zoom Air氣墊單元,讓運動員在跑動中的每一步都能得到足夠緩震和回彈支持。後跟的TPU包裹同樣可為身型較大的運動員提供更好的穩定性。
兩款全新跑步鞋以及聯名鞋款Jordan Trunner NXT HTM的發售信息,請留意Jordan品牌相關發售渠道。
資料來源/NIKE
責任編輯/妞妞