對短跑動力的探討

韓衛(wèi)東　范龍海

１、短跑的動力

對短跑運(yùn)動而論，擺動腿著地后到腳離地時(shí)，腳固定于地面的支撐腿轉(zhuǎn)動，為下肢肌肉止點(diǎn)端肢體固定的肌肉收縮，即腳固定的下肢肉收縮。下肢肌肉這種收縮產(chǎn)生的力矩，不僅使近端肢體繞遠(yuǎn)端肢體運(yùn)動或下肢體運(yùn)動或下肢繞固定點(diǎn)運(yùn)動，而且還帶動軀干和身體的其它部分肢體發(fā)生位移運(yùn)動，即不僅能改變身體總重心的位置，還能使整個身體在空間發(fā)生位移運(yùn)動。因此，下肢肌肉這種收縮產(chǎn)生的力矩能成為短跑的動力。

２、短跑中的阻力和磨擦力

人體在跑動時(shí)，可分為支撐和騰空兩個階段，騰空階段上無動力作用的，身體總重心只能以腳離地瞬間的速度依慣性而動。支撐階段的支撐腿，是繞腳或關(guān)節(jié)向前轉(zhuǎn)動帶動軀干向前平移。支撐腿繞腳或關(guān)節(jié)向前轉(zhuǎn)動決不可能由后腿反作用力引起，只能由支撐腿的相應(yīng)肌肉在腳固定于地面條件下發(fā)生收縮才能完成，所以，跑的動力只能是支撐腿的相應(yīng)肌肉在腳固定于地面條件下發(fā)生收縮產(chǎn)生的力矩。擺動腿一著地，人體就有了支撐點(diǎn)，支撐腿的相應(yīng)肌肉便發(fā)生止點(diǎn)端固定的收縮，支撐腿或身體總重心的支撐向前轉(zhuǎn)動，這樣就有了動力，這是人體支撐于地面時(shí)軀干或身體總重心能夠發(fā)生前移運(yùn)動的生物學(xué)觀點(diǎn)，也是人體在跑動時(shí)，擺動腿著地和著地后的支撐階段，盡管存在著最大阻力，但跑速不減慢或不明顯減慢。

按力學(xué)觀點(diǎn)，腳固定于地面，靠腳與地面的相互作用產(chǎn)生的磨擦力。腳與地面之間的磨擦力，除與跑鞋的結(jié)構(gòu)和跑道性質(zhì)等恒定因素(磨擦系數(shù))有關(guān)外，還取決于腳對地面的正壓力。但是，人體跑動時(shí)又不能靠增加腳對地面的正壓力來增加磨擦力，而只能靠改變跑道的性質(zhì)和跑鞋結(jié)構(gòu)來增加或達(dá)到必要的磨擦力，這就是跑鞋安裝的鞋釘和根據(jù)跑道性質(zhì)安裝不同形狀鞋釘?shù)脑颉?/p>

把后蹬反作用力作為跑的唯一或主要動力，是忽視了人體沿地面前移運(yùn)動時(shí)腳與地面相互作用產(chǎn)生的外力還有磨擦力。

３、決定和影響跑速的主要原因

人體支撐于地面時(shí)，支撐腿不發(fā)生繞腳或關(guān)節(jié)的向前轉(zhuǎn)動，無論擺動腿和上肢如何擺動，都不能使軀干發(fā)生向前平動。只有支撐腿發(fā)生繞腳或關(guān)節(jié)的向前轉(zhuǎn)動，才能帶動軀干向前平動。支撐腿向前轉(zhuǎn)動的速度越快，軀干向前平動的速度才越快。所以，跑速快慢完全取決于支撐腿繞腳或關(guān)節(jié)向前轉(zhuǎn)動速度，研究表明，低水平和高水平短跑選手，以及同一選手跑的成績明顯不同時(shí)，他們的支撐腿技術(shù)，包括腳著地和離地時(shí)大小腿與地面的角度，膝角減小和增加的角度，以及支撐步長等可以無明顯的差異。他們的跑速不同就是因?yàn)橹瓮认蚯稗D(zhuǎn)動的速度不等的緣故。跑的經(jīng)驗(yàn)證明，支撐步長(即支撐轉(zhuǎn)動距離)不變時(shí)，必須縮短支撐時(shí)間(即轉(zhuǎn)動時(shí)間)才能提高跑速。就步長和步頻而論，也只有提高了支撐腿或關(guān)節(jié)向前轉(zhuǎn)動的速度，才能在支撐和騰空時(shí)間不變(即步頻不變)的情況下增加支撐和(或)騰空距離而增加步長，或者才能在支撐和騰空距離不變(卻步長不變)情況下縮短支撐和(或)騰空時(shí)間而提高步頻。支撐腿的轉(zhuǎn)動速度不變時(shí)，增加步長就只能靠增加支撐和(或)騰空時(shí)間而必然減少步頻，提高步頻就只能靠縮短和支撐(或)騰空時(shí)間而必然減少步長。這就是短跑實(shí)踐中通常增加步長就減少步頻，提高步頻就縮短步長以及腿長相等的選手，包括世界水平選手，他的跑速相同時(shí)既有步長型又有步頻型的原因。

必須指出，小腿繞踝關(guān)節(jié)向前轉(zhuǎn)動，過垂位后可為被動運(yùn)動，但著地后的前支撐階段，還需伸足肌肉收縮才能完成，即使為被動運(yùn)動，伸足肌肉收縮就可加快它向前轉(zhuǎn)動的速度，所以短跑訓(xùn)練時(shí)，不僅要發(fā)展肢固定條件下屈足，伸膝伸髖肌肉的縮短，還要發(fā)展伸足肌肉的縮短速度，才能使跑速達(dá)到更高的水平。短跑速度訓(xùn)練后，尤其是初學(xué)者肌肉酸痛常發(fā)生在伸足肌肉部位，這是因?yàn)閿[動腿著地后，伸足肌肉還承擔(dān)著使小腿繞踝關(guān)節(jié)向前轉(zhuǎn)動的機(jī)能活動之緣故，可是，伸足肌肉的這一作用，由于受后蹬觀點(diǎn)的影響，至今還很少被人所認(rèn)識。