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跑步姿勢,簡稱跑姿。
一直都是大眾跑者關注的熱門話題,對于多年訓練的精英運動員來說,跑姿已經定型,教練員和運動員認為這都不是事兒,但對于大眾跑者來說,就并非如此了。
跑步姿勢,簡稱跑姿。
一直都是大眾跑者關注的熱門話題,對于多年訓練的精英運動員來說,跑姿已經定型,教練員和運動員認為這都不是事兒,但對于大眾跑者來說,就并非如此了。
大眾跑者對于跑步還處于不斷探索、學習、體驗、實踐的過程中,形成和養成良好的跑姿,對于提升跑步效率,減少傷痛意義重大。
跑姿可以在實驗室用非常高精尖的設備比如測力臺、光學動作捕捉系統測量,也可以用跑步APP、運動手表等大眾普遍接受的方式測量,這其中大眾能夠理解,探討最多的跑姿時空參數就是:步頻與步幅。
步頻、步幅是否合理在很大程度上代表了你的跑姿,也就是說步頻和步幅從某種意義上就能代表你的跑姿表現,甚至也能代表的你的跑步水平。
今天,我們就用來自科學研究的數據為大眾跑者深度解讀步頻與步幅。
一、什么是步頻與步幅?
步頻是指走路或者跑步時,每分鐘腳落地的次數。
例如:在1分鐘內,左右腳共踏出150步,那么你的步頻就是150次/分鐘,如果左右腳共踏出180步,那么步頻就是180次/分鐘。
步幅則是指相鄰兩步的距離,也就是步與步之間的距離,步頻乘以步幅就等于速度,換句話說,速度是由步頻和步幅共同決定的。
在相同速度下,可以采用慢步頻大步幅,也可以采用快步頻小步幅。在加快速度的過程中,可以步頻不變加快步幅,或者步幅不變加快步頻,亦或是步頻和步幅同時增加。
當然,在跑步過程中,步頻和步幅兩個指標的任意一個都不可能無限增加。
不同速度下最佳步頻是多少?
不同性別跑者在同一速度下步頻相同嗎?
不同水平跑者步頻步幅有不有差別呢?
南京體育學院運動健康學院戴劍松副教授團隊進行了深入研究。
《無傷跑法》作者∣該研究負責人戴劍松老師
二、這項研究是如何做的?
首先,我們從南京本地跑團比如南京悅跑S戰隊、萊斯跑團等招募了一批不同水平跑者。
最終有16名高級跑者(男性8名,女性8名),19名中級跑者(男性17名,女性2名)、23名初級跑者(男性12名,女性11名)加入本次研究。
此外,我們還測試了40名平時不跑步的普通人,本項研究總計納入98名實驗對象。
高級組跑者:男子全馬在3小時30分鐘內完成,半馬在1小時30分鐘內完成;
女子組全馬在4小時內完成,半馬在2小時內完成。
經過問卷調查,高級組男性跑者全馬平均完賽成績為252,女性跑者全馬平均完賽成績為341。
中高級組跑者
中級組跑者:
男子全馬在3小時30分鐘到4小時30分鐘以內完成,半馬在1小時30分鐘到2小時內完成;
女子組全馬在4小時到6小時內完成,半馬在2小時到2小時30分鐘以內完成。
經過調查,中級組男性跑者全馬平均完賽成績為339,中級組女性跑者人數較少,兩名女性跑者全馬平均完賽成績為324。
初級跑者:剛開始跑步鍛煉的人群,跑步經歷為半年以內,沒有跑馬經驗。
初級組跑者
實驗測試在南京體育學院步態實驗室進行,該實驗室擁有價值120萬的美國產Bertec力臺跑步機、價值100萬的瑞典產Qualisys三維動作捕捉系統,可以精確測量人體在跑步的動力學、運動學參數以及時空參數,是測量跑步技術的金標準方法,精度高于現有所有運動手表。
測力臺采樣頻率可以達到2000Hz,也即每秒鐘采集2000個數據,而動作捕捉的精度則是毫米級。
南京體育學院步態實驗室
所有志愿者完成了10個速度的測試,也即測試了800、730、700、630、600、530、500、430、400、330共計10個配速下的跑姿(沒有跑步經驗的40名普通人以及少量跑者由于能力有限,未進行400以及330兩個速度測試),每個速度測試大約15-20秒左右。
后期處理分析時,截取受試者各速度下穩態跑姿進行步頻和步幅計算分析。
這里需要指出的是:初級、中級和高級三個組別的跑者是在經歷了8周無傷跑法訓練營后進行的測試,也即在進過系統跑步訓練后進行的測試。
一名跑者在進行測試
跑姿測試
三、大眾跑者步頻與步幅特征是怎樣的?
本研究從速度較慢的800配速一直測試到速度較快的330,這樣就可以全面分析大眾跑者不同速度下的步頻步幅特征。
下圖顯示了不同速度下大眾跑者(含沒有跑步經驗的普通人)平均步頻和平均步幅的變化特征。
從圖中可見,隨著速度加快,步頻和步幅都呈現增加趨勢。但經過嚴格的統計學分析,在慢速情況下,從800到630,步頻雖然有所增加,卻并無統計學差異,但從800至630,步頻在各速度間均存在統計學差異,這提示如果速度較慢,比如配速在630以外,跑者傾向于通過加大步幅來提升速度,步頻變化并不明顯。
而當速度達到600以內時,隨著速度加快,步頻和步幅會同時增加,這也就意味著,當速度跑到600以內時,跑者提速時不僅步頻加快,步幅也會增大。
不同配速下所有受試者步頻步幅變化特征
下表及下圖顯示了不同水平跑者步頻和步幅隨速度變化特征。
很有意思的是,沒有跑步經驗的普通大眾在各個速度下,步頻均顯著低于其他三個組別的跑者,與此相對應的是,步幅則顯著大于其他三個組別的跑者。
而各個速度下,三個組別的跑者步頻與步幅均不存在統計學差異,雖然說看起來中級組跑者步頻較快,高級組跑者步幅較大。
這一結果提示,沒有跑步經驗的大眾傾向于采用慢步頻大步幅的跑姿,而經過一定訓練的大眾跑者,表現為步頻有了明顯的提升;
而經過多年訓練的精英跑者,步頻在各組中不一定是最快的,其表現為既能夠保持足夠步頻,也能比其他跑者展現更大的步幅。
各配速下不同水平跑者平均步頻(步/分)
各配速下不同水平跑者平均步頻對比圖(步/分)
各配速下不同水平跑者平均步幅(米)
不同水平跑者平均步幅對比圖(米)
下圖顯示了不同性別跑者各配速下步頻與步幅變化特征。
經過統計學分析,很明顯發現女性在幾乎所有速度下步頻都明顯快于男性,而步幅則明顯小于男性,這說明女性跑者更多傾向于采用快步頻小步幅,也即小步快跑的跑步方式。
各配速下同性別跑者平均步頻與步幅
四、大眾精英跑者與專業運動員差距更多在步幅方面
根據跑姿一般常識,步頻達到180步/分是相對合理的步頻,從本研究我們可以發現,其實大眾跑者步頻看起來也不會太低,在600以外基本可以達到170步以上,而在600以內基本可以達到180步/分、
由此也可以看出經過多年教育,大眾跑者基本都努力將自己的步頻加快到180步/分,在速度達到400左右,步頻甚至已經達到200步/分,而基普喬格在破2的步頻也僅為180步/分左右,顯然基普喬格的步幅很大,經過計算步幅可以達到將近2米。
而從上述結果中,我們可以發現大眾精英跑者在速度最快的330時,步幅也僅為1.3米左右,而前長跑之王格布雷西拉西耶以自己1.64米的身高,同樣可以實現超過2米的步幅。
你肯定關心步幅是不是與腿長有關。
本研究還做了步幅與身高的相關性研究,在各個速度下,步幅與身高的相關系數介于0.3-0.5之間,屬于中低度相關,身高越高,一般腿越長,雖然腿長看起來容易實現大步幅,但腿長并不是步幅的決定性因素。
身高越高也會帶來風阻越大的問題,基普喬格的身高僅為1.67米,基普喬格、格布雷西拉西耶等小個子運動員其優良的步幅更多與良好的身體柔韌性、靈活性、肌肉彈性以及專項力量有關。
這也提示到速度足夠快時,只靠提高步頻來加速顯然不是一種明智的方式。
過快的步頻容易使得后蹬力量還未充分發揮就進入下一次著地,這樣就大大降低了跑步效率,而此時通過步幅加大,能夠實現充分后后蹬,延長肌肉做功距離,也使得騰空期更長。
五、為什么在速度不太快時,慢步頻大步幅的跑姿不理想
在速度不是足夠快的情況下,如果步頻較慢,那么就意味著步幅較大,也即跨大步跑,跨大步跑必然導致著地點距離重心投影點較遠。
此時小腿與地面(以摩擦力方向向后為準)呈現銳角,步頻越慢,步幅越大,小腿與地面銳角越小,則水平剪切力越大。
從上圖中,你可以清楚地看到,如果小腿前伸,著地時人體會對地面產生一個斜向下的沖擊力,同樣,地面會對人體產生一個方向相反、大小相同的反作用力。
根據力的分解原理,地面反作用力可以分解為水平方向力和垂直方向的力,水平方向力即為摩擦力(剪切力)。
當步頻越慢,步幅越大時,著地點越遠離重心,小腿與地面銳角越小,那么根據力學幾何原理,分解后的水平摩擦力就越大,身體容易因此受到傷害。
而想要減少剎車制動,就得讓著地點靠近身體重心,增大小腿與地面之間的角度,也即小腿盡可能垂直。所以步頻慢隨之帶來的重要問題就是剎車制動增加。
另一方面,慢步頻跨大步跑導致著地點遠離身體重心投影點,自然使得身體重心經過腳踝的時間增加,因為從著地到重心經過支撐腳上方這一過程都屬于減速階段,只有當身體重心完全通過支撐腳的上方,身體才會從減速變成加速。
從上圖中也可以看到,著地時作用力與跑步方向相反,起到摩擦制動作用,身體處于減速階段,只有當重心通過腳踝處,這時轉而變成蹬地發力,人體才從減速進入加速階段!
基普喬格著地時小腿幾乎與地面垂直剎車效應極少
綜上所述,慢步頻所引發的一系列效應使得剎車增加,且由于著地時間延長使得剪切力持續作用于人體,大大增加發生跑步傷痛的可能性。
此外,慢步頻大步幅還意味著身體重心起伏增加,跑步是水平方向運動,把過多能量消耗在垂直方向做功上也得不償失,大大降低跑步經濟性。
而通過適當加快步頻,會使得著地時腿來不及前伸,落地點更靠近重心,步頻加快身體重心起伏也更小,跑步的效率將會大大提高。
剛開始你可以用節拍器提醒自己,待適應之后,你就能養成相對高步頻的好習慣。
六、總結
速度越快,一般步頻越大,但不等于速度慢時,步頻就允許更慢,本研究顯示即使速度慢時,也要努力讓步頻達到170步/分。
當然,當速度足夠快時,比如進入430以內,你就要注意加大步幅,加大步幅可能比加大步頻更難實現,對于身體提出的要求也更大,但如果你想成為高水平跑者,只靠加快步頻顯然是不夠的。
未經訓練的普通大眾與跑者在跑姿上最主要的區別也在于步頻不同,在速度沒那么快的情況下,加快步頻,小步快跑更加適合大眾跑者,也即在速度慢時,也要盡可能達到步頻不低于170步/分。
大眾跑者經過訓練,步頻會得到明顯優化。
最后總結,速度慢時,小步快跑有優勢,速度加快,注意步頻步幅同時增加,訓練步幅能力是成為精英跑者的必由之路。
怎么在不影響步頻的情況下練步幅,我們下次再講!
跑步時,每邁一步,膝蓋就要承受自身體重的6-7倍重量,重復的邁步中,錯誤的動作模式會對肌肉、關節和韌帶造成很大壓力,因此學會正確的跑姿至關重要!
《無傷跑法》作者——戴劍松老師,結合10多年積累的跑步知識和經驗,精心打造《如何科學改善跑姿,減少傷痛、突破成績瓶頸》系列課程:
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