“要分析跑道如何影响跑步,我们首先要搞清楚人为什么能跑起来?”
“人在跑步时,在支撑阶段,足和地面接触,使得地面产生地面反作用力,而这些力在足底又有着分布规律,最终这些力通过下肢传到人体,使人体加速。”
“人跑步的最直接动力是地面反作用力,科学家利用测力板测量出来的地面反作用力主要分为三种,第一种是垂直方向的地面反作用力,第二种为前后方向水平反作用力,第三种为左右侧水平方向的反作用力。”
“竖直方向地面反作用力抵抗支撑阶段重力造成的重心下降,并在脚离地之前将人体重心垂直速度变成竖直向上。”
“前后方向水平反作用力则继续细分为两个阶段------缓冲阶段和蹬伸阶段,缓冲阶段出现在支撑阶段早期,此时前后方向水平反作用力方向向后,缓冲阶段产生的冲量造成人体重心水平速度的下降,阻碍人体向前奔跑。”
“而蹬伸阶段的前后方向水平反作用力方向向前,与跑步的方向一致,一般出现在支撑阶段的后期,蹬伸阶段的冲量使人体重心水平速度增加,促使人体向前奔跑。”
“左右侧水平方向的反作用力是三种地面反作用力中最小的力。有研究表明,在进行次最大速度冲刺时,不同人之间的左右侧水平方向的反作用力差异极大,并且同一人左右腿之间也存在一定差异。”
“众所周知,两点之间,线段最短,所以百米运动员在冲刺时要尽量跑直线,这就要求在高速奔跑状态下,百米运动员左右方向的冲量应该为零,或者至少要保证相邻几步内左右方向的冲量平均值尽量趋近于零,确保运动员奔跑的稳定性,尽量减少左摇右晃的动作,避免不必要的体力消耗。”
“从我刚才的分析中,大家可以明显看出,短跑运动员前进的主要动力是蹬伸阶段向前的水平反作用力。”
“此力就是短跑运动员鞋底与跑道形成的摩擦力,与跑道的硬度系数有关。”
“跑道的硬度系数越大,摩擦力越大,蹬伸阶段向前的水平反作用力也越大,人体重心的水平运动速度也越快,比较适合短跑和跳跃项目运动员,但对中长跑运动员的鞋底和膝盖的压力过大,不利于他们的发挥。”
“反之,跑道的硬度系数越小,摩擦力越小,蹬伸阶段向前的水平反作用力越小,有利于中长跑运动员使用,但却会导致短跑运动员的跑速下降,不利于他们的发挥。”
“这就是为什么有的跑道能使短跑和跳跃运动员的比赛成绩突飞猛进,有些跑道则会使中长跑运动员跑出好成绩。”
“提到跑道对跑步的影响,就不得不提钉鞋,因为真正与跑道接触的不是运动员的皮肤,而是钉鞋。钉鞋与跑道之间的摩擦力才是专业运动员向前奔跑的最直接动力。”
“钉鞋与跑道的最大静摩擦力主要取决于三个关键因素,鞋钉的数量,每个鞋钉上的正压力,地面的静摩擦系数。”
“由于每个钉上的正压力在跑步着地时是一个动态变化值而非恒值,如此便意味着钉鞋与跑道的最大静摩擦力亦为变值。”
“为了使鞋底和鞋钉均匀地接触跑道,防止扭动着力不均匀,鞋钉的数量多比少有利,增加鞋钉的数量可减少鞋钉的损坏,并增加跑道的摩擦力。”
“对于鞋钉的形状,除了要缩短鞋钉的长度外,还要增大鞋钉的角,从而有利于减小拔出力,并可最大限度地利用塑胶跑道的弹性。”