跑的力学

想一想:跑步时,脚应怎样后蹬?怎样前蹬?脚怎样获得向前加速的力量?

跑是不断重复的周期性运动。波动的速率与频率及波长的关系如下式:

速率=频率×波长

同理,跑的速率与步频(每秒钟所跑的步数)和步长(跑一步的距离)的关系如下式:

速率=步频×步长

要增大跑的速率,就要设法增大步频和步长。例如一短跑者平均步频为每秒4.6步,平均步长为1.8米,则其平均速率为8.28米/秒。如果以此速率跑100米,就要12.1秒。

设有体力相同的A、B两人,分别采用图(a)和(b)两种跑步方式:(a)的起步角较 (b)大,则(a)每跑一步由于把身体升得较高,要费较长时间才能着地用下一步。这样,步频自然较小。另一方面,由于(a)的起步角较大,升高身体的分速度较大而水平向前的分速度就较小,故步长就较短。故(a)跑得比(b)为慢。

跑的力学

每跑一步的速度,是由前一步保留下来的速度(惯性)以及下一步用力后所补充的速度的向量和。每跑一步所补充的速度,是由脚向后蹬地面而获得,如图(c)所示。脚后蹬的力为F,则地面也给人体一个大小等于F的反作用力,人体由于这个力在后蹬时间内获得补充的速度。F与地面的夹角α叫做后蹬角。

F可分解为F1和F2两分力。F1使人获得水平前进的加速度,而F2则获得垂直上升的加速度。后蹬角α决定F1和F2的分配。后蹬角不应过大,否则力量F用在升高身体太大而用在前进太小,这就减小了步频和步长。短跑的后蹬角应在52°~60°之间,视体力与技术而定。

完成后蹬动作之后,人体就向前抛腾一步。接着,另一腿由摆动腿转为支撑腿而着地,如图(d),这动作叫做前蹬。前蹬地面的力R和地面的夹角β做前蹬角。人脚受到地面的反作用力和R大小相等而方向相反。前蹬时,应脚掌着地,以减小作用力R。

由图可知,R是斜向后的,会减小前进速度。因此,前蹬角β宜大,也就是脚掌不要太早着地,要摆至接近身体下方才着地,这就可以减小R向后的分力。


发布时间:2007/6/29 8:15:11  阅读次数:8449

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