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深度解读步频与步幅:合理跑姿应该是这样的

时间:2019-12-09 11:18:21 来源:网络 作者:匿名 阅读:30次

标签: 跑步姿势,简称跑姿。大众跑者对于跑步还处于不断探索、学习、体验、实践的过程中,形成和养成良好的跑姿,对于提升跑步效率,减少伤痛意义重大。跑姿可以在实验室用非常高精尖的设备比如测力台、光学动作捕捉系统测

跑步姿势,简称跑姿。

  大众跑者对于跑步还处于不断探索、学习、体验、实践的过程中,形成和养成良好的跑姿,对于提升跑步效率,减少伤痛意义重大。

  跑姿可以在实验室用非常高精尖的设备比如测力台、光学动作捕捉系统测量,也可以用跑步APP、运动手表等大众普遍接受的方式测量,这其中大众能够理解,探讨最多的跑姿时空参数就是:步频与步幅。

  步频、步幅是否合理在很大程度上代表了你的跑姿,也就是说步频和步幅从某种意义上就能代表你的跑姿表现,甚至也能代表的你的跑步水平。

  今天,我们就用来自科学研究的数据为大众跑者深度解读步频与步幅。

  步频是指走路或者跑步时,每分钟脚落地的次数。

  例如:在1分钟内,左右脚共踏出150步,那么你的步频就是150次/分钟,如果左右脚共踏出180步,那么步频就是180次/分钟。

  步幅则是指相邻两步的距离,也就是步与步之间的距离,步频乘以步幅就等于速度,换句话说,速度是由步频和步幅共同决定的。

  在相同速度下,可以采用慢步频大步幅,也可以采用快步频小步幅。在加快速度的过程中,可以步频不变加快步幅,或者步幅不变加快步频,亦或是步频和步幅同时增加。

  当然,在跑步过程中,步频和步幅两个指标的任意一个都不可能无限增加。

  不同速度下最佳步频是多少?

  不同性别跑者在同一速度下步频相同吗?

  不同水平跑者步频步幅有不有差别呢?

  南京体育学院运动健康学院戴剑松副教授团队进行了深入研究。

  《无伤跑法》作者∣该研究负责人戴剑松老师

  首先,我们从南京本地跑团比如南京悦跑S战队、莱斯跑团等招募了一批不同水平跑者。

  最终有16名高级跑者(男性8名,女性8名),19名中级跑者(男性17名,女性2名)、23名初级跑者(男性12名,女性11名)加入本次研究。

  此外,我们还测试了40名平时不跑步的普通人,本项研究总计纳入98名实验对象。

  高级组跑者:男子全马在3小时30分钟内完成,半马在1小时30分钟内完成;

  女子组全马在4小时内完成,半马在2小时内完成。

  经过问卷调查,高级组男性跑者全马平均完赛成绩为252,女性跑者全马平均完赛成绩为341。

  中高级组跑者

  中级组跑者:

  男子全马在3小时30分钟到4小时30分钟以内完成,半马在1小时30分钟到2小时内完成;

  女子组全马在4小时到6小时内完成,半马在2小时到2小时30分钟以内完成。

  经过调查,中级组男性跑者全马平均完赛成绩为339,中级组女性跑者人数较少,两名女性跑者全马平均完赛成绩为324。

  初级跑者:刚开始跑步锻炼的人群,跑步经历为半年以内,没有跑马经验。

  初级组跑者

  实验测试在南京体育学院步态实验室进行,该实验室拥有价值120万的美国产Bertec力台跑步机、价值100万的瑞典产Qualisys三维动作捕捉系统,可以精确测量人体在跑步的动力学、运动学参数以及时空参数,是测量跑步技术的金标准方法,精度高于现有所有运动手表。

  测力台采样频率可以达到2000Hz,也即每秒钟采集2000个数据,而动作捕捉的精度则是毫米级。

  南京体育学院步态实验室

  所有志愿者完成了10个速度的测试,也即测试了800、730、700、630、600、530、500、430、400、330共计10个配速下的跑姿(没有跑步经验的40名普通人以及少量跑者由于能力有限,未进行400以及330两个速度测试),每个速度测试大约15-20秒左右。

  后期处理分析时,截取受试者各速度下稳态跑姿进行步频和步幅计算分析。

  这里需要指出的是:初级、中级和高级三个组别的跑者是在经历了8周无伤跑法训练营后进行的测试,也即在进过系统跑步训练后进行的测试。

  一名跑者在进行测试

  跑姿测试

  本研究从速度较慢的800配速一直测试到速度较快的330,这样就可以全面分析大众跑者不同速度下的步频步幅特征。

  下图显示了不同速度下大众跑者(含没有跑步经验的普通人)平均步频和平均步幅的变化特征。

  从图中可见,随着速度加快,步频和步幅都呈现增加趋势。但经过严格的统计学分析,在慢速情况下,从800到630,步频虽然有所增加,却并无统计学差异,但从800至630,步频在各速度间均存在统计学差异,这提示如果速度较慢,比如配速在630以外,跑者倾向于通过加大步幅来提升速度,步频变化并不明显。

  而当速度达到600以内时,随着速度加快,步频和步幅会同时增加,这也就意味着,当速度跑到600以内时,跑者提速时不仅步频加快,步幅也会增大。

  不同配速下所有受试者步频步幅变化特征

  下表及下图显示了不同水平跑者步频和步幅随速度变化特征。

  很有意思的是,没有跑步经验的普通大众在各个速度下,步频均显著低于其他三个组别的跑者,与此相对应的是,步幅则显著大于其他三个组别的跑者。

  而各个速度下,三个组别的跑者步频与步幅均不存在统计学差异,虽然说看起来中级组跑者步频较快,高级组跑者步幅较大。

  这一结果提示,没有跑步经验的大众倾向于采用慢步频大步幅的跑姿,而经过一定训练的大众跑者,表现为步频有了明显的提升;

  而经过多年训练的精英跑者,步频在各组中不一定是最快的,其表现为既能够保持足够步频,也能比其他跑者展现更大的步幅。

  各配速下不同水平跑者平均步频(步/分)

  各配速下不同水平跑者平均步频对比图(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对比图(米)

  下图显示了不同性别跑者各配速下步频与步幅变化特征。

  经过统计学分析,很明显发现女性在几乎所有速度下步频都明显快于男性,而步幅则明显小于男性,这说明女性跑者更多倾向于采用快步频小步幅,也即小步快跑的跑步方式。

  各配速下同性别跑者平均步频与步幅

  根据跑姿一般常识,步频达到180步/分是相对合理的步频,从本研究我们可以发现,其实大众跑者步频看起来也不会太低,在600以外基本可以达到170步以上,而在600以内基本可以达到180步/分、

  由此也可以看出经过多年教育,大众跑者基本都努力将自己的步频加快到180步/分,在速度达到400左右,步频甚至已经达到200步/分,而基普乔格在破2的步频也仅为180步/分左右,显然基普乔格的步幅很大,经过计算步幅可以达到将近2米。

  而从上述结果中,我们可以发现大众精英跑者在速度最快的330时,步幅也仅为1.3米左右,而前长跑之王格布雷西拉西耶以自己1.64米的身高,同样可以实现超过2米的步幅。

  你肯定关心步幅是不是与腿长有关。

  本研究还做了步幅与身高的相关性研究,在各个速度下,步幅与身高的相关系数介于0.3-0.5之间,属于中低度相关,身高越高,一般腿越长,虽然腿长看起来容易实现大步幅,但腿长并不是步幅的决定性因素。

  身高越高也会带来风阻越大的问题,基普乔格的身高仅为1.67米,基普乔格、格布雷西拉西耶等小个子运动员其优良的步幅更多与良好的身体柔韧性、灵活性、肌肉弹性以及专项力量有关。

  这也提示到速度足够快时,只靠提高步频来加速显然不是一种明智的方式。

  过快的步频容易使得后蹬力量还未充分发挥就进入下一次着地,这样就大大降低了跑步效率,而此时通过步幅加大,能够实现充分后后蹬,延长肌肉做功距离,也使得腾空期更长。

  在速度不是足够快的情况下,如果步频较慢,那么就意味着步幅较大,也即跨大步跑,跨大步跑必然导致着地点距离重心投影点较远。

  此时小腿与地面(以摩擦力方向向后为准)呈现锐角,步频越慢,步幅越大,小腿与地面锐角越小,则水平剪切力越大。

  从上图中,你可以清楚地看到,如果小腿前伸,着地时人体会对地面产生一个斜向下的冲击力,同样,地面会对人体产生一个方向相反、大小相同的反作用力。

  根据力的分解原理,地面反作用力可以分解为水平方向力和垂直方向的力,水平方向力即为摩擦力(剪切力)。

  当步频越慢,步幅越大时,着地点越远离重心,小腿与地面锐角越小,那么根据力学几何原理,分解后的水平摩擦力就越大,身体容易因此受到伤害。

  而想要减少刹车制动,就得让着地点靠近身体重心,增大小腿与地面之间的角度,也即小腿尽可能垂直。所以步频慢随之带来的重要问题就是刹车制动增加。

  另一方面,慢步频跨大步跑导致着地点远离身体重心投影点,自然使得身体重心经过脚踝的时间增加,因为从着地到重心经过支撑脚上方这一过程都属于减速阶段,只有当身体重心完全通过支撑脚的上方,身体才会从减速变成加速。

  从上图中也可以看到,着地时作用力与跑步方向相反,起到摩擦制动作用,身体处于减速阶段,只有当重心通过脚踝处,这时转而变成蹬地发力,人体才从减速进入加速阶段!

  基普乔格着地时小腿几乎与地面垂直刹车效应极少

  综上所述,慢步频所引发的一系列效应使得刹车增加,且由于着地时间延长使得剪切力持续作用于人体,大大增加发生跑步伤痛的可能性。

  此外,慢步频大步幅还意味着身体重心起伏增加,跑步是水平方向运动,把过多能量消耗在垂直方向做功上也得不偿失,大大降低跑步经济性。

  而通过适当加快步频,会使得着地时腿来不及前伸,落地点更靠近重心,步频加快身体重心起伏也更小,跑步的效率将会大大提高。

  刚开始你可以用节拍器提醒自己,待适应之后,你就能养成相对高步频的好习惯。

  速度越快,一般步频越大,但不等于速度慢时,步频就允许更慢,本研究显示即使速度慢时,也要努力让步频达到170步/分。

  当然,当速度足够快时,比如进入430以内,你就要注意加大步幅,加大步幅可能比加大步频更难实现,对于身体提出的要求也更大,但如果你想成为高水平跑者,只靠加快步频显然是不够的。

  未经训练的普通大众与跑者在跑姿上最主要的区别也在于步频不同,在速度没那么快的情况下,加快步频,小步快跑更加适合大众跑者,也即在速度慢时,也要尽可能达到步频不低于170步/分。

  大众跑者经过训练,步频会得到明显优化。

  最后总结,速度慢时,小步快跑有优势,速度加快,注意步频步幅同时增加,训练步幅能力是成为精英跑者的必由之路。

  怎么在不影响步频的情况下练步幅,我们下次再讲!

  跑步时,每迈一步,膝盖就要承受自身体重的6-7倍重量,重复的迈步中,错误的动作模式会对肌肉、关节和韧带造成很大压力,因此学会正确的跑姿至关重要!

  (慧跑)

标签: 设备,一方面,因素,韧性,方式
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