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时间: 2024-04-25 23:39:31 | 作者: 冲击试验机
许多跑者在进步跑姿时,常常会听到一个动作改善提示:折叠前摆。那么为什么常常会着重腿部折叠摇摆呢?今日咱们就来说一说其间的原理。
早在1980年Mann针对13位跑者(2位短跑运动员、5位有多年经历的长间隔跑爱好者,以及6位精英长间隔跑运动员)的走、慢跑、冲刺跑的步态进行了生物力学剖析。研讨人员发现跟着配速的进步,支撑期(stance)在一步中的时刻占比从步行时的62%削减到跑步时的31%,冲刺时的22%。跟着速度添加、步幅加大,跑者的摇摆腿呈现髋、膝、踝三关节委曲起伏添加。
可见在专业跑者中,跟着跑动速度的进步着重腿部折叠摇摆是一个一致,但该研讨并没有对这个现象进行深入剖析。
跟着速度的进步,专业跑者更趋于三关节折叠摇摆,很可能是这种摇摆技能更经济、高效。从力学视点剖析,更为经济的摇摆技能是在生成相同力(F)的情况下获取更快的摇摆速度,或是在摇摆速度(ω)相同的情况下需求生成的力越小。
摇摆技能是指摇摆腿以髋关节为轴心在矢状面进行的前后摇摆,在跑动时促进大腿向前摇摆的力首要为地上支撑反效果力(足蹬离地上时获取的反效果力)与屈髋肌群的自动发力两者的合力。
髂腰肌供给的力矩为M动=L动(股骨大转子到髂腰肌近端附着点的间隔)*F动
下肢本身重力为M阻=L阻(股骨大转子到整个下肢质心)*G(下肢质量*重力加速度)
1. 力矩(M)在物理学里是指效果力使物体绕着滚动轴或支点滚动的趋向。力矩等于径向矢量与效果力的叉积。M=L*F力矩能使物体取得角加速度,并可使物体的动量矩产生改动,对同一物体来说力矩越大,滚动状况就越简单改动。
2. 由于人体获取的地上支撑反效果力巨细与蹬伸技能有关,此处默许该力不产生显着的改动,而最首要的屈髋肌为髂腰肌,所以文中仅以髂腰肌为例进行简化的力学剖析。
在此基础上咱们再来考虑经济性问题,由于L动与G不会产生改动,在不改动F动的基础上,只能改动L阻来调整经济性。质心是指质量中心,当腿部折叠时质心相对上移,L值缩小,阻力削减。
接下来咱们剖析摇摆腿摇摆过程中所受的阻力,力矩M、角速度W、角加速度α、滚动惯量I之间的联系。
I=m(质量)*r²(摇摆中下肢的质量不变,滚动惯量与下肢滚动半径成正比)
1. 滚动惯量(Moment of Inertia)是刚体绕轴滚动时惯性(反转物体坚持其匀速圆周运动或停止的特性)的测量。
2. 咱们将笼统的力学带入到跑步技能中做多元化的剖析时,能够将整条摇摆腿看作是一个杠杆,绕着髋关节在做前后的旋转运动。
调整前:由于摇摆腿三关节委曲起伏较小,下肢滚动半径较大,因此他的滚动惯量较大,在摆腿力度不变的情况下,下肢前摆速度较慢。
调整后:由于摇摆腿三关节委曲起伏增大而减小了滚动半径,即便后者在短时刻内屈髋肌群力气不变,经过这一细节调整也能增强摇摆速度。或在坚持相同速度前提下,能量消耗更少,即进步跑步经济性。
此外,1981与2018年的跑动技能讨论研讨中都曾说到,在摇摆腿前摆时,腿部肌肉的肌电活泼程度比较来说较低(即发力程度相对不高)所以促进摇摆腿前摆的首要推动力其实是后蹬动作完成后获取的的反效果力。因此一个杰出的摇摆技能更着重削减阻力矩,削减速度丢失。
综上所述:跑者跑动时着重下肢三关节折叠摇摆的原因:摇摆腿折叠后下肢滚动半径较小,削减了本身的阻力臂,使前摇摆作更轻松,有助于进步跑步经济性。
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