前一陣琢磨跑姿,被挺髖送髖步頻步幅這些東西搞得頭昏腦脹。往往看了專家們的講解似懂非懂,或者實行起來不是那麽容易。
昨天又想到了一個問題,就是跑步中的擺臂。關於擺臂,很多人講的是要注意前不露肘後不露手,不要過多的橫擺這類注意事項。今天想討論一下小臂和大臂之間夾角的問題。
地球人都知道牛頓定理。對線性運動而言,F=ma。如果物體是繞某一點旋轉,這個時候牛頓定理是T=Ja。這裏的T是力矩,J是轉動慣量,a是角加速度。
假設一個人在跑步的時候擺臂是某一個角加速度函數(自變量是時間)。在保持這個角加速度函數不變的情況下,如果能夠減少轉動慣量,那麽力矩就會減少。
對某一個質點來說,轉動慣量是質量乘上距離的平方。對整個手臂需要求積分。人手的形狀不是很規則,所以真的要計算積分的話是很困難的。
但是其實不需要計算積分,隻需要分析不同的擺臂方式時轉動慣量的增減。
假設在考慮兩種不同的擺臂方式時,大臂保持同樣的方式,小臂和大臂之間的夾角可以有變化。從下麵這個圖可以看到,如果這個夾角減小的話,小臂上的每一個質點對轉動慣量的貢獻會減少,因為離轉動軸心(即肩關節)的距離減少了。
從這個簡單的分析,可以得出一個結論:小臂和大臂之間的角度比較小的話,轉動慣量就比較小,最後導致力矩比較小。
那力矩比較小有什麽好處呢？我首先想到的是,喵兒爸以前說過他有時候跑步時肩膀會痛。減少力矩肯定對這有幫助。
還有一個就是做的功會少。擺臂的功率是力矩乘以角速度。
在角速度一樣的情況下,把力矩減少就可以使能量的消耗減少。這肯定與有助於跑步的經濟性。
當然具體有多大影響,不是很容易確定,除非你真的用積分去算轉動慣量,然後還要估計擺臂的角速度。也有可能花了九牛二虎之力,最後算出來節省的能量可以忽略不計。但至少減少大小臂的之間的夾角不會帶來壞處。
當然也不能走極端,如果把這個角度減少到最小,也就是大臂小臂碰在一起了,從上麵分析的力矩和做功上來看好象效果最好,但實際上那樣會讓你感覺很不自然。所以結論是:在感覺不難受的情況下,略微減少大小臂之間的夾角可能帶來一點好處。
在看一些馬拉鬆專業運動員跑步的時候,我注意到男運動員大小臂之間的夾角大都比較大,而女運動員大部分夾角比較小。不知道是不是和女運動員步頻略高有關。減小夾角可以減小轉動慣量,同樣的力矩情況下,角加速度可以增加,這應該有助於增加步頻。
當然也有例外,以前中國有個女子馬拉鬆選手,跑步的時候手臂垂直向下,樣子非常古怪,但一樣可以跑得很快,隻要她自己覺得舒服就行,牛頓定理可以扔到一邊去。還有那個英國的Paula Radcliffe,跑步的時候一直在上下點頭。所有的人看了都覺得她這樣做在浪費能量。她和她的教練肯定也都知道,但是人家並不去改變。就這樣邊跑邊點頭,拿了無數次馬拉鬆冠軍,還破過世界紀錄。所以牛頓定理也可以看看而已,不必太較真。
這篇文章也一樣,看看而已,不必太較真。
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