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      高清圖片精準(zhǔn)展現(xiàn)跑步著地的細(xì)節(jié):背后的科學(xué)原理跑者了解嗎?

       明日夏明日 2019-07-10

      跑步著地時,究竟是是腳跟著地,還是前腳掌著地,又或者是全腳掌著地,一直是跑者討論的熱門話題。

      研究顯示90%以上的大眾跑者會采用腳跟著地,而精英運動員更多會采用前腳掌著地,大眾需要模仿精英運動員的著地方式嗎?

      這個問題對于成熟跑者而言可能已經(jīng)不是問題,但還是有很多跑者心存疑慮。

       

      一、先搞清楚著地位置究竟在哪里

      腳尖、前腳掌、中足、腳跟,究竟指的是足底什么部位?

      從下圖中可以清晰看到

      腳尖:

      一般是指腳趾頭的位置,只有短跑運動員會采用腳尖著地,優(yōu)秀的馬拉松運動員也不會采用腳尖著地,很多跑者會誤以為前腳掌著地就是腳尖著地,這是錯誤的認(rèn)知。

      前腳掌:

      一般是指腳尖靠后,第一至第五跖骨的位置,優(yōu)秀的馬拉松運動員會采用這個部位著地,前腳掌又被稱為中足,所謂中足著地就是前腳掌著地。

      腳跟著地:

      這個大眾跑者最容易理解。

      全腳掌著地:

      這個也相對容易理解,就是指整個腳掌著地。

      二、裸足觀察足跟著地過程

      腳跟著地時,其實是腳跟外側(cè)先著地

       

      然后快速過渡到腳跟內(nèi)側(cè),這個過程稱為足外翻

       

      下肢蹬伸發(fā)力,推動身體向前

       

      大腳趾在最后階段也會參與扒地蹬伸,有些跑者存在“草皮趾”這個傷痛,就會影響到最后階段發(fā)力

       

      三、穿鞋觀察足跟著地過程

      足跟外側(cè)先著地

       

      過渡到足跟內(nèi)側(cè)著地

       

      蹬伸發(fā)力,鞋的彎折部分需要與前腳掌和腳趾的彎折一致,才能有效發(fā)力。

       

      四、裸足觀察前腳掌著地過程

      前腳掌外側(cè)先著地

      然后快速過渡到前腳掌內(nèi)側(cè)著地

      腳跟輕輕落地,跟腱被拉長儲備彈性勢能。

       

      蹬伸同時最后腳趾發(fā)力。

       

      五、穿鞋觀察前腳掌著地過程

      前腳掌先著地

       

      快速過渡到前腳掌內(nèi)側(cè)著地

      蹬伸發(fā)力

       

      六、裸足觀察全腳掌著地過程

      著地時,全腳掌外側(cè)先著地

       

      快速過渡到全腳掌內(nèi)側(cè)著地

      七、穿鞋觀察全腳掌著地過程

      全腳掌外側(cè)先著地

       

      迅速過渡到全腳掌內(nèi)側(cè)著地

       

      八、著地方式背后的科學(xué)道理

      在跑步過程中,腳每次著地必然會對地面形成2-3倍體重的作用力,此時地面會形成相等的、反方向的力。

       

      1、腳跟著地與前腳掌著地受力對比

      圖1的曲線描繪出了從腳后跟著地至腳掌離開面過程中地面反作用力的變化,很明顯看到有兩個峰值。

      第一個峰值(稱為被動峰值)是腳后跟接觸地面的瞬間,地面給腳和小腿的反作用力(此圖是以腳后跟著地跑者的數(shù)據(jù)),沖擊力峰值基本上反映出了此時地面對腳和小腿沖擊力的大小。

      第二個峰值(主動峰值)出現(xiàn)在著地過程中的中間時刻,此時沖擊力來自腳支撐身體的重量。很明顯第二次沖擊力峰值比第一次大,時間長,這是很典型的現(xiàn)象。

      圖1  腳跟著地時,地面垂直反作用力隨時間變化特征

      圖2顯示當(dāng)采用前腳掌著地時,第一次沖擊力峰值消失了,原因是我們轉(zhuǎn)變著地方式,通過足弓、跟腱和小腿肌肉代替腳跟吸收了沖擊力。

      下肢更多是隨著前腳掌著地而緩沖,所以不是直接的硬碰硬。

      圖2  前腳掌著地時,地面垂直反作用力隨時間變化特征

       

       

      2、前腳掌著地緩沖更佳,但對于小腿足踝力量提出了較高要求

      當(dāng)我們從高處跳下,在著地時,我們一定會膝關(guān)節(jié)彎曲來緩沖沖擊,避免受傷,如果你是膝關(guān)節(jié)伸直著地,可以想象,由于缺乏緩沖,你在著地時一定會受到很大沖擊力,甚至受傷。

      跑步著地也是如此,前腳掌著地因為增加了足踝的緩沖,從生物力學(xué)分析的確由于腳跟著地,但這僅僅是從外力而言;

      從內(nèi)力而言(內(nèi)力主要是肌肉收縮力),前腳掌著地大大增肌了小腿、足底等部位肌肉等軟組織的緊張度,因為只有這些部位緊張收縮才能緩沖地面作用力;

      這就是為什么一些跑友一旦模仿前腳掌著地,就感覺小腿足底十分疲勞,甚至引發(fā)小腿脛骨應(yīng)力綜合征、跟腱炎、足底筋膜炎等問題的重要原因。

      也就是說,無論用什么部位著地,其實總的地面垂直反作用力在腳跟著地和前腳掌著地之間,幾乎沒有改變,改變的只是受力的過程,也即改變了沖擊的大小。

       

      3、不是腳跟著地不好,腳跟著地同時著地點還遠(yuǎn)離重心最容易受傷

      前文已經(jīng)分析過了,從緩沖角度而言,前腳掌著地的確優(yōu)于腳跟著地,但前腳掌著地對于小腿足踝力量提出了更高要求,而腳跟著地相對地可以省力,但腳跟著地帶來的問題就是沖擊力較大。

       

      特別是腳跟著地同時著地點過于靠前,膝關(guān)節(jié)處于伸直鎖死狀態(tài),這時事實上產(chǎn)生了剎車效應(yīng)。

      這樣使得著地瞬間,腳跟猛然撞擊地面,巨大的地面沖擊力不經(jīng)緩沖直接經(jīng)腳跟向上傳遞,此時由于膝關(guān)節(jié)處于伸直狀態(tài),膝關(guān)節(jié)周圍肌肉無法發(fā)揮作用來吸收沖擊力;

      這個沖擊力依次通過半月板、膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)甚至直達腰背部,這也解釋了為什么不少跑友會出現(xiàn)半月板慢性磨損、髖關(guān)節(jié)疼痛和腰背部疼痛。

      4、前腳掌還是后腳跟著地根本不重要,重要的是著地點要靠近身體重心同時著地時膝關(guān)節(jié)保持彎曲

      其實,著地方式根本不是最重要的,重要的是接觸地面時腳相對于身體重心的位置。

      也就是說,關(guān)鍵是腳接觸地面時的位置應(yīng)當(dāng)靠近身體重心(或者說基本在臀部正下方)。

      當(dāng)著地位置過于靠前,超過身體重心,膝蓋被迫伸直,才會導(dǎo)致身體受到更大的垂沖擊力,就容易導(dǎo)致關(guān)節(jié)不得不非常快的吸收地面的反作用力,這樣就會增加損傷的可能性。

       

      跑友們應(yīng)當(dāng)極力避免如下圖所示腳跟著地同時膝關(guān)節(jié)伸直鎖死的著地方式,這種跑法對于下肢關(guān)節(jié)傷害極大。

      為什么這么說呢?

      此時,膝關(guān)節(jié)完整伸直鎖定,在腳跟觸地一瞬間,可以想象地面反作用力會因為缺乏緩沖而直達膝蓋,這也是膝傷成為跑者頭號傷痛的重要原因。

       

      而如果讓著地點靠近重心,膝關(guān)節(jié)保持適度彎曲,彎曲的腿部有利于分解消散來自地面的沖擊力;

      另一方面,可以通過著地時膝關(guān)節(jié)順勢積極下壓帶來跟多緩沖。

      現(xiàn)著地點靠近重心主要通過適當(dāng)縮小步幅,提高步頻(接近或者達到180步/分)來實現(xiàn)。

      九、總結(jié)

      跑姿中,前腳掌還是后腳跟著地,壓根就不是最重要的,無論前腳掌著地,還是腳跟著地都是OK的,重要的是在于腳著地時位置應(yīng)當(dāng)在靠近重心,這樣就可以利用關(guān)節(jié)的彎曲來充分緩沖。

      那么怎樣才能實現(xiàn)著地點靠近重心呢?

      其實很簡單,適當(dāng)加快步頻,減小步幅,這樣就能通過充分的關(guān)節(jié)彎曲來緩沖著地時受到的沖擊,從而避免受傷。

      跑得快和穩(wěn)是跑者跑步能力的最終體現(xiàn),但要實現(xiàn)這一目標(biāo),需要建立很好的身體基本靈活性和穩(wěn)定性基礎(chǔ)。

      在此基礎(chǔ)上,掌握科學(xué)合理的跑姿,才能更快更有效地實現(xiàn)耐力提升;

      跑不是跑者的唯一,為了實現(xiàn)系統(tǒng)性提升跑步能力,對于大多數(shù)跑者而言,都要很好的加強身體靈活性和穩(wěn)定性,磨刀不誤砍材工。

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