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。

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 上午8:15:11  阅读次数：9185