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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2016年,第一場鐵道馬拉松接力賽在新北雙溪、貢寮地區盛大開跑,你 #追火車 了嗎?2017年第二屆即將開跑,滿滿的火車意象,加上依山傍溪的美景,喚起你最動人的鐵道回憶,再寫最美好的旅跑記憶,千萬不要再錯過了!
鐵道馬拉松接力賽為全球少見、台灣首見「路跑、鐵道及旅遊」的運動盛事,以傳遞鐵道路牌環(套)接力方式,跑經太平洋岸、舊草嶺隧道、海岬海灣及海蝕平台、雙溪河岸、宜蘭線鐵道旁公路,並於福隆等四個車站附近交接棒次;賽事精神為「若想跑得快,就一個人跑;若想跑得遠,就一群人跑」;本屆將首度設置美學與音樂雙設計師共同為跑友服務,教父級設計大師蕭青陽負責本次完賽禮及週邊設計製作,再力邀台灣頂尖DJ負責編排音樂激勵跑友;另台鐵全套四款電氣路牌型式,分別為「一圓二方三角四橢」,首屆大會完賽獎牌依其傳統形制復刻為三角形,今年設計為圓形,錯過今年要再等四年,才能完整收集。
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Running Holidays -2017新北市鐵道馬拉松接力賽
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| 14:05~14:20 | 漸凍人協會林詠沂副理事長分享 |
| 14:20~14:50 | 從廈門到北京--2300公里 (講者:跑者陳瑞龍) |
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