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。
面對運動科學興起的熱潮,許多人想瞭解正確的運動資訊卻不知道從何下手? 運動科學網持續更新經過科學驗證的運動知識與運動觀點。不論是創新產品、研究結果,甚至是專業理論,我們都會轉譯成簡單易懂的文字,讓讀者利用最短的時間瞭解運動的最新趨勢。
為了讓健康的運動觀念進入日常生活,我們創立了運動科學網;為了讓正確的運動知識提升生活品質,我們創立了運動科學網,我們致力於運動科學的研究,希望這些努力不僅僅侷限於學術領域中,而是讓熱愛運動的普羅大眾更健康快樂地運動。
「如果你夠努力的話,40 分鐘就夠了。」培訓非洲首位女性奧運金牌得主德拉爾圖.圖盧、5,000 公尺和 10,000 公尺世界紀錄保持人肯納尼薩.貝克勒等多名世界冠軍的教練森塔耶胡.艾胥圖,在《跑出巔峰》一書受訪時,分享他培訓衣索比亞跑者們的一週訓練課表,更透露教練對跑者的訓練哲學:訓練並不是在追求個人主義和適者生存,而是一種共同努力。
衣索比亞的跑者花了很多時間培養節奏感和時間感,每天早上我看到那些無止盡的練習就是這件事的證明。閉上眼睛,你會聽到一腳穩穩踩在地上,一聲輕輕摩擦,又一隻腳,一起一落的節奏,聽起來就像是一個人。張開眼睛,眼前是十二名成列的跑者,正節奏一致地做著同樣的運動。
「跟上某人腳步」(Following someone's feet)的意思不只是跟上他們而已,就字意上也是去模仿他們的步伐,在他們踏出左腳時踏出左腳,踏出右腳時也跟著踏出,將自己的步伐完美套入他們的節奏中。我跨大步的跑步動作是源於十多年來的練習,我的身高接近六英尺(183 公分),但我無論是在英格蘭、蘇格蘭還是法國的跑步俱樂部裡,都沒人教過我要跟其他人同步來跑,也從來沒聽過這種事。要忘掉自己的步伐幾乎是不可能的事,所以有人要我像這樣「跟上他們腳步」時,我覺得自己就像被蹣跚又缺乏節奏的步伐絆倒向前一樣。不過,看一群衣索比亞的跑者訓練,他們卻經常跟彼此完美同步,踩著同樣有效率又整齊的步伐,像這樣的步伐是由無數小時的練習而來。
我請森塔耶胡跟我說明一下他一位運動員平均一週的訓練。他說,首先會有 30-40 分鐘之久的漸進式暖身,週一他們會跑長坡,他指著森林下方一隅,指出一條先是陡峭、爬上去後沿著森林邊緣都是緩坡的路線。你可以看到那條經過上千次踩踏而形成的路線,他現在提到。「這山坡剛好四百公尺長。」他告訴我。原來那裡就是蒂鲁内什.迪芭芭(在四屆奧運會中共獲得 3 枚金牌和 3 枚銀牌)進行長坡訓練的地方,也是大家在阿迪斯(衣索比亞首都)提到的地點,我在心裡想。他跟我說自己的訓練原則是:年輕運動員剛好適合持續進行 40 分鐘不間斷。「所以他們花 40 分鐘上去再下來,然後停下來。」他說。再來他們會伸展 20 分鐘,因為「沒有伸展你將一無所獲」。
隔天他們會做「法特雷克跑」(Fartlek),這是我最愛的瑞典語單字,沒有之一,意思是「速度遊戲」,基本上就是把很多段快跑和很多次慢跑混合在一起。這種跑法在衣索比亞很熱門,是阿比比.比基拉的瑞典教練歐尼.尼斯卡諾在 1960 年代引進當地,森塔耶胡說這個訓練內容涵蓋「很多種速度」。同樣地,在漫長的熱身之後,他們會跑 40 分鐘。他急著強調,在快跑和慢跑之間都沒有休息,只有不同程度的強度。
「如果你夠努力的話,40 分鐘就夠了。」他說話的時候眼中閃耀光芒,他說到了週三他會開始讓他們去跑柏油路,這件事最近才可能做,因為「中國人決定為我們從阿塞拉修一條路到這裡。」他說即使是現在,他們也只能兩週跑一次。「那感覺就像跑在石頭上一樣。」再一次,他們會跑 40 分鐘,常常是費勁難熬的 40 分鐘。他會騎摩托車跟在他們後面,根據路邊的公里標記監測他們的進度。「我會等在標記位置,」他調皮地說,「然後大喊:『你晚了!你得跑快點。』」這是最近另一個新方式,這條路和摩托車都是一年前才有的。
到了週四,他們會再回到鬆軟的地面訓練,在一大片田野上,跟平常一樣連續跑 40 分鐘。「他們可能會跑斜線或是繞圈或『法特雷克』,」他說,「做些讓自己持續感到有興趣的事。」
週五他們會輕鬆長跑 1 小時 20 分鐘,其中應該有「很多地方要跑上跑下,但是沒有山丘」,森塔耶胡語帶神祕,又說他會利用這次練跑來測試跑者的領跑能力,以及能否承擔起選擇合適路線的責任。
學習領跑之所以重要,是跟跑者對於能量的共同看法有關。去「跟上某人的腳步」就是去分享他們的節奏、利用他們的能量,所以領跑或配速通常被阿迪斯的跑者描述為「承擔別人的負荷」。這些跑者所背負的期望是要他們能夠學會分享自己的能量給他人,然後一起求進步。
阿姆哈拉語中有一個片語描述這種團隊合作的重要性:「當許多細線集結在一塊時,它們就可以綁住一頭獅子。」訓練並不是在追求個人主義和適者生存,而是一種共同努力。這也是為什麼森塔耶胡會對衣索比亞人的近期表現感到如此失望,他們的表現在最近的主要錦標賽上,屢屢都未能實踐團隊合作的「綠色洪流」。他將失敗歸究於去到阿迪斯阿巴巴的運動員被比賽的全然競爭給吞沒,還有受到大筆獎金滋養的個人主義。「找回綠色洪流,」他輕笑說著,「然後我們就可以對莫.法拉(英國長跑選手,創下多項世界、歐洲與英國紀錄,並獲英國女王封為爵士)和肯亞人說『ciao』。」
森塔耶胡指導的跑者正處於他們田徑生涯之初,其中很多人還不到十五歲。如果他們有進步,就會前往某個政府贊助的培訓中心或像阿勒姆那樣加入阿迪斯阿巴巴的俱樂部。由於這些運動員都很年輕,在貝科吉他們一週只訓練 5 次,到了週六,只要他們願意,他們可以自己做些熱身和技術練習,但是他們總會在週日休息一整天。「但他們不應該關機」教練補充說,「他們應該要一直想著如何提升下週的表現。」這是他訓練哲學中很重要的一部分。他說,運動員雖然是採取團體訓練,但是他的回饋卻是針對個人。
一個教練最糟的事就是用快速匯報來突然結束訓練。「跟我的運動員在一起」他說:「我們會在訓練結束後坐上 20 分鐘。跑步是社交活動,所以運動員會個別來問我:『我今天有哪裡不好?要怎麼改進?』我試著讓他們在每次跑步過後去思考某些東西。」在這裡,成為一名跑者大多是在培養心智強度與心理韌性,還有(再次提到的)耐心。跑者可以藉由每週練跑 5 次以上來試著加速進步,但森塔耶胡寧可採用循序漸進而且經過審慎計劃的方式。
• 圖文摘自墨刻出版, 麥可.克羅利著,陳卓均譯
《跑出巔峰:越慢越快,從衣索比亞跑者的逆境思考術,學習如何戰勝自我、改變人生》一書。
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責任編輯/Dama
當你繃緊核心、夾緊屁股做棒式時,有發現肌肉不斷在抖動嗎﹖有時,你甚至把這視為認真鍛鍊、訓練強度增加的標誌,對「顫抖的肌肉」引以為傲。但你有想過為什麼肌肉會在訓練時不斷顫抖嗎﹖它背後的意義可能是在提醒你什麼!以下5個常見原因,讓你知道肌肉抖不停時該如何應對。
高強度訓練後肌肉顫抖,表示你的訓練已達到最大強度,同時也告訴你是該休息一下了!美國國家運動醫學學院 (NASM)認證私人教練Lauren Kanski解釋,肌肉顫抖來自低血糖或肌肉疲勞,鍛鍊時消耗大量肝醣,使部分肌肉纖維比其他肌肉疲勞更快,導致不規則的收縮或顫抖。
肌肉顫抖時,代表它正在接受挑戰;增肌訓練時達到「顫抖點」是正常的反應,但請把目標放在達顫抖點後就稍做休息,而不是達到後仍硬撐很久。
睡眠在高效率進行任何訓練上扮演了關鍵作用,睡眠可促進肌肉修補和休息;反之,睡眠不足或缺乏休息(恢復期過短),都可能導致身體因疲憊而顫抖。如果你發現肌肉持續顫抖,可觀察最近每天都睡幾個小時,如果睡太少,那最好直接跳過訓練,去睡個好覺吧!
固定訓練的人,大多會定期更換不同訓練,而當你鍛鍊不同肌肉時,就可能出現肌肉顫抖情形。這時,首先要確定自己的姿勢和施力點正確、沒造成其他部位代償作用,那麼就沒問題了。比方說,當你在做高棒式(High Plank)手臂顫抖時,脖子和肩膀感到較強的張力,這可能代表你需要招喚你的核心,才能預防下背部和肩部旋轉肌群的傷害。
在大多數訓練中,適度逼自己是合理的,但如果發現肌肉顫抖太激烈,你可能是過度訓練了。此外, 在每一次訓練中達到可負荷的最大值,會產生訓練太快的感受,也很容易導致姿勢不良,更增加傷害風險。
因此,當你發現訓練期間肌肉都不停,試著降低強度、將出力點轉移到其他肌肉群,並補充一些水。請記住,你的訓練應該是有困難度的,但不要難道訓練全程都在顫抖,發現顫抖時可選擇減速、降低強度,甚至讓自己休息片刻。
當體內液體不足,可能導致電解質下降,結締組織難以達成它的工作(從大腦傳送信號到肌肉纖維)。換句話說,水和電解質代謝紊亂使你的生理功能發生障礙,疲勞、肌肉抽筋等問題可能因運而生;因此,在任何超過60分鐘的訓練中,一定要補充水和運動飲料,且全天候都應該保持身體水分。
資料來源/Aaptiv, mbgmovement
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