國際認證的台灣馬拉松賽季通常是由當年10月份的日月潭環湖路跑賽展開,並延續到隔年3月份的萬金石馬拉松結束。在此期間,恰好是台灣的冬季與春季,在東北季風的作用之下,備賽期間的日常練習,常常會碰到下雨以及濕滑的路面。此時,每一步著地與推進時,跑鞋的抓地力就相當重要!因為稍有不慎就容易造成鞋底打滑,產生危險。然而,對於跑鞋抓地力的設計,哪些鞋底紋路的設計比較好呢?本文將著墨於影響跑鞋抓地力的因素以及鞋底紋路設計的優劣。
「抓地力」指的是當鞋底與運動表面接觸時,防止鞋子滑動的能力。要避免兩物體之間的滑動,最重要的就是摩擦力。當摩擦力越大時,就越不容易產生滑動;摩擦力進一步可分為兩種,最大靜摩擦力與動摩擦力。
「最大靜摩擦力」指鞋子在沒有滑動前,阻止鞋子向任何方向移動的最大力。例如腳跟著地時,當水平作用力大於鞋底與地面所能產生的最大靜摩擦力時,鞋子就會開始產生滑動。
「動摩擦力」則指當鞋子在產生滑動後,阻止鞋子持續滑動的力。
上述解釋了鞋子和運動表面之間產生的摩擦力,關係著運動鞋的抓地力,然而摩擦力並不是定值,它會受到幾個因素的影響。
影響摩擦力大小的因素可分為兩類:摩擦係數與正向力。摩擦係數與兩接觸物體的表面與材質有關,例如鞋底紋路、材質、路面等;而正向力則跟體重、鞋重、動作有關。正向力指作用於運動表面上的垂直力,兩物體互相作用的力,換言之,當正向力較大時,鞋子所能產生的摩擦力 (抓地力) 也就越高;而當正向力較小時,也是我們腳下的鞋底較容易打滑的時候,例如跑步腳跟剛觸地時或前腳掌向後推蹬快離地時,因為這時作用於地上的垂直力相對較小,且需承受著地時的煞車力以及推蹬時的推進力,故較容易產生滑動。因此,鞋後跟與前掌大底的止滑設計尤為重要。
由於大部分慢跑鞋多以橡膠為大底材質,在相同屬性下,不同的鞋底紋路設計以及接觸的路面則對抓地力有較明顯的影響,以下分別針對鞋底紋路及路面的影響做介紹。
本文將鞋底紋路分成三大類型,依抓地力大小分別為:類釘鞋型紋路 (顆粒型) > 橫向型紋路 (垂直運動方向) > 縱向型紋路 (平行運動方向)。此三類鞋底紋路如下圖所示:
類釘鞋型紋路的設計,透過凸出的顆粒造型來咬住路面,提供良好的抓地力 (圖A、B、C鞋底)。這種設計常見於競速型鞋款、強調高速跑時有良好的抓地力。通常設計於前掌區域 (圖A、B),使推蹬時可以很好的咬住地面,讓力量能有效的傳遞至地面產生推進。有些鞋款也會將其設計在中足和後足區域 (圖B、C),強化著地時的抓地力。但這類設計由於接觸面積較小,壓力較集中在這些顆粒上,使得耐用性、穩定性以及舒適性也會較差。
橫向紋路 (垂直運動方向) 的設計,提供良好的縱向 (前後) 彎折性使大底與地面有很好的貼合度,進而產生不錯的抓地力,這種設計常見於強調彎折性的鞋款 (圖D、E、F)。雖然這種設計提供良好的縱向抓地力與彎折性,但關於側向 (左右) 的抓地力以及彎折性則較弱,因此有些鞋款會在前掌區域內側改用斜向紋路 (圖F) 或在外側使用縱向的紋路設計 (圖C)。
縱向紋路 (平行運動方向) 的設計 (圖G、H、I),雖然縱向彎折較差,但相對提供較佳的縱向剛性與滾動順暢性以及側向抓地力,這種設計常見於訴求鞋子滾動順暢性的鞋款。
不同的運動場地具有迥異的材質與表面特性,例如PU跑道、柏油路、山林小徑等,每一種路面介質所適用的鞋款亦不同。
PU跑道的顆粒與柏油路的瀝青細孔具有一定的摩擦力,故選擇一般慢跑鞋或路跑鞋即可,若是要執行跑步速度較快的課表,建議可以穿著類釘鞋型紋路的鞋款,以增加抓地力。不過同一種場地若無例行保養維護,則有可能降低摩擦力,例如年久失修的PU跑道因跑道顆粒已褪落,使摩擦力降低而容易造成打滑或積水情形;多年沒有重鋪的柏油路也會因一些坑洞或碎石而造成抓地力下降。再者,某些複合性路面也會需要較高的抓地力,例如山林小徑同時有草皮、泥土、碎石或樹枝等,且會因雨天使泥土具有濕氣、水氣甚至小水漥,此時鞋底需要具備較深的大底顆粒與紋路以及較佳的排水設計,才能有足夠的抓地力。
抓地力在跑步運動中扮演很重要的角色,若無摩擦力的作用,人體將無法在地面上產生任何的加速度或減速度。當跑鞋與路面產生的摩擦力充足時,不僅可避免滑倒,也可產生良好的推進力。
綜合上述,跑鞋鞋底的紋路影響著抓地力的好壞,但也有各自的優劣。然而不變的是,當場地濕滑時都將會使摩擦力下降,此時具備良好排水設計的鞋款會是比較好的選擇;此外也要時時注意鞋底的紋路情形,若鞋底磨平時,也會失去排水功能,導致抓地力大幅下降。
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:跑鞋抓地力知多少?
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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跑的舒服是跑步的基本原則,若配速也好,裝備也好那其實就同等於一個完美的距離了。
跑步的裝備配置原則則以防護為主,美觀為輔、防護主要是指:保暖、防止運動損傷、中途安全等。跑步裝備從下往上說起,分別是:鞋子、襪子、褲子、護膝、腰包、衣服、手機臂套、魔術頭巾、耳機、頭帶、帽子...等。
鞋子種類很多,就跑步而言,一般分為慢跑鞋(緩衝跑鞋)、競速跑鞋、越野跑鞋等,這些跑鞋都有很多款式選擇,一般平時訓練可以選擇緩衝跑鞋,主要是防能保護腳踝,減低傷害;若要突破個人成績,可以選擇競速跑鞋。
跑鞋的選擇,遵循幾個原則,因人而異,不過一般跑鞋在500公里左右就可以考慮更換,最好預備兩雙以上跑鞋,交替練習使用。選購鞋子時,則建議尺寸比平時大1-2號,這樣跑了長距離之後,也不會因為擠壓到指甲而造成水泡。
跑步的襪子也很重要,一般選擇coolmax材料的襪子,也就是常說的快乾襪,排汗比較快,不容易起水泡。長距離的話,建議可以在腳上先擦一些凡士林,然後再穿襪子,較不容易起泡。如果害怕起水泡,也可以選擇五指襪,可以有效的防止。
壓縮腿套主要是輔助小腿肌肉,同時也可以有保暖的功能,跑步時,它雖然不是必需品,但若認為它對你是有幫助的,多佳利用也是不錯的。
壓縮褲分為長褲、七分褲、五分褲和短褲幾種,壓縮褲有助於提高大腿和臀部的肌肉運動能力,一般跑友穿壓縮褲的比較多,專業運動員則剛好相反,認為壓縮褲會束縛肌肉能力,所以會選擇高開口的排汗短褲。
壓縮褲或者短褲內,一般會穿著比較舒適的內褲,其選擇為柔滑、快乾、沒有明顯縫紉線條的運動褲,盡量不要選擇全棉的,因為全棉不利於排汗,長距離跑主要是防止短褲磨傷大腿內側和陰部,導致不必要的運動損傷,所以可以在穿短褲前在容易磨傷的大腿根部塗抹適當的凡士林,這樣有助於延緩磨傷。
跑步上半身通常穿著容易排汗的壓縮衣和運動T-Shirt,壓縮衣也分為長袖、短袖或背心,T-Shirt亦是如此,主要視氣後來做選擇。
髮帶主要的功能是處理頭部的汗水,髮帶是將汗水從額頭導到臉的側部,然後自由滴下,不會直接滴到臉上,但大多數的髮帶都是矽膠材質,緊貼在頭部,戴久了一後,並不太舒服,不過整體來說他可以增加美觀還能防止汗水,算是實用的配備。
帽子主要是遮擋陽光,防止面部日曬,還有吸收部分汗水的作用。跑步的帽子,可以選擇棒球帽或是中空帽, 主要是佩戴舒適,兼顧功能。
魔術頭巾是跑步很好的防護用具,用途廣相當廣泛,這個是大多數跑友必配的裝備,尤其在冬天的時候,用途非常大。
魔術頭巾繞在腕部,可以當作腕帶擦汗,繞在頭部可以做髮帶,套在頭部可以當帽子,繞在手上可以當手套,繞在手臂上可以放鑰匙和手機,總之功能多多,經濟實惠。
跑步腰包種類繁多,選擇的確比較困難,主要還是根據個人的跑步習慣來決定。短距離跑步,可以不選擇帶水壺,但長距離跑步不容易補水,建議選擇帶水壺的腰包。距離跑步對於腰包的需求相對較低,腰包除了可放補給食物,還可放置手機或是重要物品。
短距離跑步基本不用特別的能量補充,但記住不要空腹,吃飯後一小時之內不要跑步,跑步前吃七分飽即可。常用的跑步補充的主要有:飲用飲料、能量膠、能量棒、電解質補充等等。
飲料:最好的飲料就是水,還有很多功能性飲料,這些功能性飲料主要是補充電解質、鹽份、能量補充、快速恢復的作用,水的補充頻率因人而異,通常每半小時補充一次,千萬不要等口渴再喝水,要提前飲用。
能量膠:能量膠主要補充電解質和能量,包括糖原等。
能量棒:主要是固體的能量補充食品,不同於能量膠為膏狀,由於是固體的,食用需要配合飲水,可以減少空腹感。也有使用巧克力做為補充的跑者,不過容易融化,口感並沒有太好。
其他補充:其他補充主要是電解質補充為主,包括鹽錠,這些電解質補充主要是及時補充電解質、防止脫水、抽筋的跑步不適症狀。
跑步是一項健康的活動,與自行車和游泳並稱三大最佳運動,運動中更可以有氧和無氧相結合,健身和運動相得益彰,跑步沒有很高的要求,一雙跑鞋、一條路就可以運動了。開始跑步非常簡單,難的是能夠養成習慣,若沒有持之以恆的堅持精神,無論有什麼酷炫的裝備,也達不到運動的真諦。