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Dr. Peter Weyand的啟發 2021/04/08

JRS行動跑步教室 運動生物力學 訓練法

生物力學,在台灣,是門容易被冷落的科學,倒不是真的因為難理解,而是討論的廣泛度不夠多。早在N年前,一本以『跑步力學』與『跑步姿勢』的書籍被翻譯中文問世,對於力學的討論卻開始淪為一場大災難。
開始有更多人認為前傾就是一個跑步力學指標,經過幾年的驗證,我相信越來越少人認為前傾是個科學證據,然而,測力板的科學檢測,隨著科技演進,成為一個普及的工具,我們開始被說服著『給予地面更大作用力,自然會擁有更多反作用力,使我們全身的發力效率提高』,讓我疑惑的是『跑步究竟是自然產出相對應的地面反作用力,還是我們必須先給予地面反作用力才可以跑步』。
我會這樣反思的理由在於Dr. Peter Weyand利用了垂直作用力做了一系列的討論,以下是我根據研究,自我做的推導,不完全根據研究結論,我也會列出文獻,有興趣的讀者歡迎自己搜尋與下載。
討論一:在不同的速度狀態下,垂直作用力會隨著速度增加而自然變大。當速度越慢時,垂直作用力幫助我們身體質量中心在空間中產生位移,傾向於『身體重心的垂直震幅提高』使得我們可以藉由騰空與雙腳離地,保持在一定的速度,當速度越快時,而垂直作用力越大時,身體質量中心的位移越小,理由在於速度的提升,使得下肢的肌肉力量會需要負責吸收落地時的衝擊力,讓身體可以提早產生預備,也為了保護身體在高速狀態不會突然塌陷,因此,速度的變化,反倒成為了自然的訓練效果。隨著移動速度增加,腳必須不斷地重新擺回身體下方,這過程中,讓下肢可以產生更明確且較大的地面作用力。
討論二:在移動過程中,垂直作用力會隨著最先接觸的關節部位負責吸收與傳導反作用力,因此,腳踝的關節力矩始終扮演著重要的角色。跑步與走路最大的不同點在於『單腳支撐與雙腳支撐』,單腳的落下地面動作無形中使得腳踝的剛性的需求增加,小腿的肌肉在這過程中做了三件事『肌肉之間剪力作用的分化,肌肉形狀的排列組合,關節力偶的穩定性帶動膝蓋』,深入的解釋就是『小腿的比目魚肌與腓腸肌會同時作用於阿基里斯腱,在落地時產生的推拉效應,會讓阿基里斯腱的穩定性提高,落地時強大的作用力使得兩塊小腿肌肉必須互相拉扯,兩者的合力協助腳踝的剛性提高,也讓踝關節力矩快速傳導到膝關節力矩』。這是很重要的傳導歷程,因為小腿的使用狀態不佳,是會導致力量回傳的效率下降。
討論三:在最高速時,垂直作用力提升了每一步的效率。衝刺選手,並不會因為單一因素-提升最大肌力或者爆發力,就可以增加速度,兩個重要的大神Dr. Mike Young與Dr. Frans Bosch說了兩段話,Mike在Evelchat的Podcast提到:『在健身房多數在培養向心肌力增加,而這是提升了我們20公尺的速度能力,過了20公尺便會陷入大災難』,Frans在FBS線上課程提到『腿後腱肌群在跑步過程中影響著速度的穩定性,可以想像股四頭肌負責傳導力量回到臀部,腿後腱肌群則必須拉著骨盆與膝蓋後側,讓速度的維持效率提高』,也因此,在這兩種說法下,垂直作用力在只靠向心肌力是無法維持的,腿後腱肌群的訓練與離心肌群訓練的則能夠確實地保持垂直作用力的效益,垂直作用力為什麼是最高速的重要因子,理由除了上述兩者,同時會因為當衝刺選手的速度來到最高點時,往往是在最短的觸地時間產生最大的力量,向心收縮在觸地時間縮短時,可以承載力量不大,甚至當移動速度變快時,肌肉纖維在向心收縮的移動速度是接近不動的(固定距離,等長收縮),也唯有離心收縮可以在最高速期產生這麼大的力量,15-200%的收縮強度範圍是肌肉離心最可觀的時候。
解決方案:
離心訓練,透過Strong to Weak Method可以強化肌肉的離心效果,像是我們可以使用75-80%肌肉最大負荷,雙膝彎曲硬舉(DL)往上移動,雙膝伸展硬舉(RDL)往下對抗,操作10下,三組,可以保證身體在高速過程的垂直作用力與小腿推拉效應時,自然產生適應效果。建議在賽季前三個月使用,且交互運用,可以第一個月先透過90-100%的向心硬舉誘發肌肉,次數載5-6下,三組,第二個月可以在向心與離心交互運用。
文獻參考:
The biological limits to running speed are imposed from the ground up
A general relationship links gait mechanics and running ground reaction forces
Faster top running speeds are achieved with greater ground forces not more rapid leg movements
共勉之!
#JRS行動跑步教室  #運動生物力學  #訓練法 
分類:健康

畢業於台灣師範大學體育研究所,專攻運動生物力學,擁有美國田徑協會1級認證教練,美國田徑協會2級耐力訓練教練,美國越野與田徑協會肌力與體能教練,Altis基礎訓練認證,Altis短距離訓練認證,Bondarchuk System週期化課表認證,以及多年的飛輪教練與一對一指導員的教學經驗。希望貢獻更多基礎田徑教練知識!

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