前一阵琢磨跑姿,被挺髋送髋步频步幅这些东西搞得头昏脑胀。往往看了专家们的讲解似懂非懂,或者实行起来不是那么容易。
昨天又想到了一个问题,就是跑步中的摆臂。关于摆臂,很多人讲的是要注意前不露肘后不露手,不要过多的横摆这类注意事项。今天想讨论一下小臂和大臂之间夹角的问题。
地球人都知道牛顿定理。对线性运动而言,F=ma。如果物体是绕某一点旋转,这个时候牛顿定理是T=Ja。这里的T是力矩,J是转动惯量,a是角加速度。
假设一个人在跑步的时候摆臂是某一个角加速度函数(自变量是时间)。在保持这个角加速度函数不变的情况下,如果能够减少转动惯量,那么力矩就会减少。
对某一个质点来说,转动惯量是质量乘上距离的平方。对整个手臂需要求积分。人手的形状不是很规则,所以真的要计算积分的话是很困难的。
但是其实不需要计算积分,只需要分析不同的摆臂方式时转动惯量的增减。
假设在考虑两种不同的摆臂方式时,大臂保持同样的方式,小臂和大臂之间的夹角可以有变化。从下面这个图可以看到,如果这个夹角减小的话,小臂上的每一个质点对转动惯量的贡献会减少,因为离转动轴心(即肩关节)的距离减少了。
从这个简单的分析,可以得出一个结论:小臂和大臂之间的角度比较小的话,转动惯量就比较小,最后导致力矩比较小。
那力矩比较小有什么好处呢？我首先想到的是,喵儿爸以前说过他有时候跑步时肩膀会痛。减少力矩肯定对这有帮助。
还有一个就是做的功会少。摆臂的功率是力矩乘以角速度。
在角速度一样的情况下,把力矩减少就可以使能量的消耗减少。这肯定与有助于跑步的经济性。
当然具体有多大影响,不是很容易确定,除非你真的用积分去算转动惯量,然后还要估计摆臂的角速度。也有可能花了九牛二虎之力,最后算出来节省的能量可以忽略不计。但至少减少大小臂的之间的夹角不会带来坏处。
当然也不能走极端,如果把这个角度减少到最小,也就是大臂小臂碰在一起了,从上面分析的力矩和做功上来看好象效果最好,但实际上那样会让你感觉很不自然。所以结论是:在感觉不难受的情况下,略微减少大小臂之间的夹角可能带来一点好处。
在看一些马拉松专业运动员跑步的时候,我注意到男运动员大小臂之间的夹角大都比较大,而女运动员大部分夹角比较小。不知道是不是和女运动员步频略高有关。减小夹角可以减小转动惯量,同样的力矩情况下,角加速度可以增加,这应该有助于增加步频。
当然也有例外,以前中国有个女子马拉松选手,跑步的时候手臂垂直向下,样子非常古怪,但一样可以跑得很快,只要她自己觉得舒服就行,牛顿定理可以扔到一边去。还有那个英国的Paula Radcliffe,跑步的时候一直在上下点头。所有的人看了都觉得她这样做在浪费能量。她和她的教练肯定也都知道,但是人家并不去改变。就这样边跑边点头,拿了无数次马拉松冠军,还破过世界纪录。所以牛顿定理也可以看看而已,不必太较真。
这篇文章也一样,看看而已,不必太较真。
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