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跑鞋避震中底
跑鞋如何達成避震功能? 秒懂各品牌跑鞋避震中底
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新手也能挑戰越野跑,該如何準備?
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打死不退!英國超馬阿嬤成功挑戰雙程斯巴達松
 運動科學網
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跑鞋如何達成避震功能? 秒懂各品牌跑鞋避震中底

2020-06-30
知識庫 配備館 跑步 鞋子 運動科學網 觀念

相信許多朋友都知道跑鞋的避震很重要,但你知道避震指的是什麼嗎?而跑鞋的避震設計又有哪幾種?他們又是如何實現避震效果的呢?本文以淺顯易懂的方式說明什麼是避震以及避震的設計,並用影片和過程分解讓你秒懂避震是如何達成的。

跑鞋避震中底
跑鞋如何達成避震功能? 秒懂各品牌跑鞋避震中底

避震是什麼?

避震,是跑鞋設計中重要元素之一,因為跑步時雙腳需要反覆承受約體重1.5至3倍的衝擊力,長時間累積下來,對下肢的負擔不容小覷。各家運動鞋廠牌無不投入心力在研究如何提升避震功能,從鞋底的緩衝材質、厚度、形狀等角度,尋求最佳的配置,來減少著地的衝擊力。避震的目的是減緩足部接觸地面時,衝擊力上升的速度與幅度。

如下圖所示,穿上有避震功能的鞋子後,可降低力量上升的速度(藍箭頭的斜度)與幅度(藍圈的高度),進而達到避震緩衝的目的;反之,若不能有效延緩衝擊,如赤腳後足著地,則會使力量急劇上升,並承受較大的力量峰值,進而導致傷害發生的風險提高。

避震的速度與幅度
避震-減緩衝擊力上升的速度與幅度 圖片來源:修改自Nature, 463(7280), 531-535

跑鞋的避震設計分兩類

要達成避震的目的,使鞋底在接觸地面時能吸收衝擊,實際的方法是透過鞋底的「形變」,來延緩撞擊的持續時間並吸收力量,其方法有兩種,材料避震與結構避震。例如當你踩在軟墊時,軟墊會下陷藉此吸收衝擊,使你感覺到避震的效果,這類我們稱為材料避震;而另一種結構避震,則如生活中常見的彈簧或拱橋,透過外部結構的形變來達吸收與緩衝避震。目前市面上跑鞋的避震設計也可分為此兩類。

材料避震:利用材料自身的形變來達到避震的功能。跑鞋中常見的材料避震設計,透過使用發泡材料、EVA、E-TPU 等較軟的材料,來吸收撞擊。例如 NIKE ZOOM X VAPORFLY NEXT% 及 ADIDAS ULTRABOOST 20。

 NIKE ZOOM X VAPORFLY NEXT%與ADIDAS ULTRABOOST 20
NIKE ZOOM X VAPORFLY NEXT% (左) 與 ADIDAS ULTRABOOST 20

結構避震:利用外部結構的形變來達到避震的效果。經常利用波浪或拱橋的形狀來到支撐與緩衝的功能。例如 MIZUNO WAVE RIDER 23 及ON CLOUD ACE。

MIZUNO WAVE RIDER 23與ON CLOUD ACE
MIZUNO WAVE RIDER 23 (左) 與 ON CLOUD ACE

避震是如何達成的?

本文使用上述各兩雙代表材料避震與結構避震的跑鞋做示範,請兩名退役的田徑跑者,分別穿著兩款鞋進行測試,A 跑者穿著NIKE 與 MIZUNO,B 跑者穿著ADIDAS 與 ON,以5 分速 (5min/km) 進行30 公尺平穩速度跑。於20 公尺處架設攝影機,以高速攝影模式 (每秒240格) 捕捉足部著地瞬間到腳掌踩平地面的變化。

NIKE ZOOM X VAPORFLY NEXT % 著地後變化

ADIDAS ULTRABOOST 20 著地後變化

NIKE ZOOM X VAPORFLY NEXT% 的中底搭載Zoom X 泡棉材質,在著地瞬間後開始產生形變擠壓,藉此吸收了部分的衝擊力,當腳掌踩平地面時,可看到整體壓縮的現象;ADIDAS ULTRABOOST 20 全中底由Boost 顆粒所組成,其材質為E-TPU (熱塑性聚氨酯),我們可觀察到Boost 跑鞋著地時,衝擊力也會使得Boost 有一定程度的擠壓,腳掌貼平時,亦可看到明顯的變化。

NIKE ZOOM X VAPORFLY NEXT% 著地後中底材料形變過程

NIKE ZOOM X VAPORFLY NEXT% 中底材料形變

ADIDAS ULTRABOOST 20 著地後中底材料形變過程

ADIDAS ULTRABOOST 20中底材料形變

結構避震慢動作影片

MIZUNO WAVE RIDER 23 著地後變化

ON CLOUD ACE 著地後變化

我們可以觀察到MIZUNO WAVE RIDER 23 在跑步著地瞬間,其後跟的Wave波浪片會因受力而變得扁平,使原本波浪片前後的空隙都被填滿,波浪片幾乎完全與中底貼合;而ON CLOUD ACE 本身雲端科技緩衝系統 (鞋款波浪狀大底) 在跑步著地瞬間時,波浪受到擠壓,尤其是後足幾乎變為扁平,其透過結構形變而吸收衝擊力的方式明顯可見。

MIZUNO WAVE RIDER 23 著地後中底結構形變過程

MIZUNO WAVE RIDER 23中底結構形變

ON CLOUD ACE 著地後中底結構形變過程

ON CLOUD ACE中底結構形變

結語

利用影像捕捉的方式,我們可以清楚觀察到不同款跑鞋透過材料或結構的設計,皆可藉由形變的過程來達到避震的功能。但隨著不同的避震設計,實際上也會有不同的效果與特性,所適合的族群也有所不同,並非越軟越好。例如較軟的避震設計可能有較佳的緩衝效果,但卻會使鞋底穩定性變差,不適合足踝不穩定的人;而較硬的避震設計,也許增加了後足著地衝擊力,但相對提高了穩定性,且對中足或前足著地形態的跑者而言,可能沒有太大的影響,反而可藉此減少緩衝材料的重量,適合競速需求。

因此,根據自身的需求挑選跑鞋,才能達到最佳的效果。

跑鞋避震設計
跑鞋避震設計

參考文獻:
Lieberman, D. E., Venkadesan, M., Werbel, W. A., Daoud, A. I., D’andrea, S., Davis, I. S., ... & Pitsiladis, Y. (2010). Foot strike patterns and collision forces in habitually barefoot versus shod runners. Nature, 463(7280), 531-535.

撰文/董智尚、陳韋翰、相子元

*文章授權轉載自《運動科學》網站,原文:跑鞋的避震是如何達成的?

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在國立台灣師範大學的實驗室裡,一群由相子元教授帶領的研究團隊正全心投入運動科學研究,和你一樣對未知的領域充滿探索熱忱。

面對運動科學興起的熱潮,許多人想瞭解正確的運動資訊卻不知道從何下手? 運動科學網持續更新經過科學驗證的運動知識與運動觀點。不論是創新產品、研究結果,甚至是專業理論,我們都會轉譯成簡單易懂的文字,讓讀者利用最短的時間瞭解運動的最新趨勢。

為了讓健康的運動觀念進入日常生活,我們創立了運動科學網;為了讓正確的運動知識提升生活品質,我們創立了運動科學網,我們致力於運動科學的研究,希望這些努力不僅僅侷限於學術領域中,而是讓熱愛運動的普羅大眾更健康快樂地運動。

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新手也能挑戰越野跑,該如何準備?

2017-04-05
越野跑跑步知識庫運動配備跑步訓練觀念

對於新手越野跑者,越野悍將江晏慶說過:「不要過度專注於速度,跑得開心最重要。因為在大自然運動的過程中,祂自然會引導你專注於與祂互動,離開大自然環境已久的我們,勢必會有一個不適應期,但這些會過去,此時此刻不必急於速度表現,進步反而更快。因為當你越跑越熟稔之後,就在某個當下,你就會想嘗試更快速度的冒險了。」
 
過去,跑步一直被許多跑者當作一種減輕壓力和揮灑汗水的方法。但就如人生的成長一樣,都會有不同的階段,若長期在同一個地方或是做同一件事情,難免會有倦怠的時候,這時,我們就可以嘗試接觸新的項目,同時當作給人生一個新的挑戰。

新手也能挑戰越野跑,該如何準備?

夏天到了,除了給自己一個全新挑戰外,到深山裡享受寧靜的風景和大自然聲音,跑者亦可以舒緩壓力、甚至也會改善情緒。然而,越野跑要跑得快,需要腿力與技術,才能應付各式各樣不同的地形。所以在要開始挑戰越野跑之前,首先注意以下這幾點:

 1   選擇適合的跑鞋

越野跑鞋的鞋底特舒設計能提供更多支撐和抓地力,還有助汗水蒸發,所以傳統的跑鞋可能並不適合越野山徑上。建議再跑越野跑之前,先前往專業的越野裝備店選購適合的鞋款。

 2   選擇適當的襪子

襪子能在長跑過程中防止水泡和擦傷。所以再越野跑前,選擇排汗能力更強的非棉質襪子能讓腳保持溫暖又舒適。

 3   縮短步幅

跑者該放慢配速,採用更短更快的步伐來保持平衡,使大部分體重集中在腿部。由於有更多障礙和不尋常的地形,大幅縮短個人紀錄不該被當作目標。

 4   做好天氣預防

越野跑的場地是在山野之中,氣溫變化幅度大於平地,為了應付氣溫變化,基本上衣服必須多帶幾件。選擇吸濕排汗的貼身衣物,用防風夾克來保持溫暖乾燥。

©switchbacktravel.com

 5   由短而長

越野跑和在人行道上的放鬆慢跑差別很大。鬆軟的地形也是對腳踝、腳和核心的構成了挑戰。跑之前,首先得從短距離開始,再逐漸增加里程。

 6   注視前方

為防止跌倒或絆倒,跑者應該始終目視前方,為即將跑到的地形環境做準備,而不是直直盯著腳下。任何時候都要看著前方10英尺(約3公尺)的地方,並小心岩石、樹根和任何意想不到的溝渠。

 7   事先場勘

越野跑對不同的人來說,確實有不同的路線。然而,平地與山徑最大的不同就是在山徑之中,你不知道下一個地方的盡頭。所以別隨意前往事先沒勘場過的細節山徑上跑步。建議要先檢查路線長度、難度水平以及沿途的上下坡或者各種轉彎。

為防止跌倒或絆倒,跑者應該始終目視前方

 8   學會如何導航

與發達的GPS相比,看指南針好像過時了,但是這個東西在樹林裡能清楚地辨別南北。因為手機導航或是GPS很可能因為沒有收訊而導不到你要的方向。所以要學會指南針的用法,在困難的時候便很容易派上用場。

 9   與同伴結行

對於初學者來說,和一、兩個朋友一起去越野冒險會比較安全。他們不僅能成為動力來源,而且可以在出現意外時互相保護對方的安全。若真的要獨自上山得話,建議穿著或佩戴一些容易看清楚的裝備(例如:反光鞋帶)。

 10   用步行代替跑步

越野時,跑者無疑會遇到各式各樣的地形,別害怕在陡峭的地方或坑洼的斜坡上步行,這樣有助於防止受傷,並為後面的跑步節省體力。

 11   加強肌力訓練

不是所有訓練都得在山徑上進行。用自行車或肌力訓練等交叉訓練作為越野跑的肌力加強劑,這樣能增強臀部肌肉力量,防止在不均勻的路面上受傷。

 12   注意補給

補水對身體性能影響很大。跑步距離超過5-6英里(約8.05-9.66km)特別是在溫暖天氣裡,必須確保攜帶至少一個水壺或者是補水背包。另外,為避免在戶外時間比預期的長,像類似燕麥棒這樣的口量也能為持續長距離運動提供能量。

 13   維護清潔

為維護森林的美麗,請帶走你使用過的水瓶或其它垃圾,幫助野生動物和同行跑者保持環境衛生。

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打死不退!英國超馬阿嬤成功挑戰雙程斯巴達松

2016-10-17
高齡路跑故事馬拉松跑步話題

斯巴達超級馬拉松 (Spartathlon) 可謂馬拉松長跑的經典賽事,近幾年台灣長跑好手如吳勝銘、邱淑容、陳進財、盧明珠、羅維銘等人都曾一一成功挑戰,在古希臘戰士的雕像前喝下象徵榮譽的那一杯水。而英國則有這麼一位超馬阿嬤,不但挑戰了這個「斯巴達松」,還成功完成來回雙程的壯舉!

Mimi Anderson 於2015年成功挑戰雙程斯巴達松 ©Sparta Photography Club

別名「斯巴達松」的斯巴達超級馬拉松堪稱世界最長超級馬拉松之一。這個比賽起源於一個故事,在西元前490年,馬拉松戰役開打前,一位雅典傳令兵「Pheidippides」從雅典一路奔跑至斯巴達,請求斯巴達的援助;希臘戰勝後,又一路跑回雅典傳捷報而力竭身亡,往返的距離總共492公里。而斯巴達松就是將這單段路線和距離做為比賽標準,不只如此,比賽還規定,選手得在36小時內跑完全程245.3公里,而且沿途還必須經過75個關卡,每個關卡都有一個截止時間,若未能在規定時間內抵達檢查點(check point),則失去比賽資格。賽事進行時,日間氣溫可高達39度,夜間在山中則可能降到10度以下,嚴峻艱難的賽程吸引全世界頂尖好手前來競技,卻往往只有三分之一的選手可以完賽。

Mimi Anderson 2015年成功挑戰雙程斯巴達松 ©Sparta Photography Club

其實,這不是安德森第一次挑戰斯巴達松。她在2011年便以32小時33分的佳績奪下第三名,並於2013年首次挑戰雙程斯巴達松,可惜那一年她鎩羽而歸。

2015年9月底,安德森再度回到雅典的起跑線,和其他數百位選手一同出發。她以35小時07分的成績完成了官方賽事,從雅典跑到斯巴達。稍作休息之後,她開始折返,並以47小時的時間跑回到雅典。

Mimi Anderson 與英國隊的隊友們。 ©marvellousmimi.com

完成壯舉之後,在她的官網部落格中,她提到自己仍然不敢相信她做到了這個她在兩年前就設定好的目標。她覺得今(2015)年的賽事比以往更加艱難,不過她保持專注,專心一致在自己的雙腿上,她不斷告訴自己「你可以做到」。她說,自己最艱難的時刻是在距離終點約75公里處,當時她覺得自己的雙腿已經不聽使喚,她想著「天啊,這段路真的好漫長。」於是,她採取比較保守的跑法,以便能夠節省自己的體力。再跑了16公里左右,她覺得自己的身體又慢慢恢復了活力,她就這樣一路跑到終點。

她說,她相信自己是目前為止,唯一完成這項壯舉的女性。

賽後,除了感謝網路上如潮水般湧來的恭賀訊息,她也一再對於她的支援團隊與一路上前來提供協助的人們表達感激之意。她說,「如果沒有你們,我絕對不可能做到。」

Mimi Anderson 與此次參與支援的隊友們。 ©marvellousmimi.com
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