對短跑動力的探討

韓衛東　范龍海

１、短跑的動力

對短跑運動而論，擺動腿著地后到腳離地時，腳固定于地面的支撐腿轉動，為下肢肌肉止點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生的力矩，不僅使近端肢體繞遠端肢體運動或下肢體運動或下肢繞固定點運動，而且還帶動軀干和身體的其它部分肢體發生位移運動，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生位移運動。因此，下肢肌肉這種收縮產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，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，是繞腳或關節向前轉動帶動軀干向前平移。支撐腿繞腳或關節向前轉動決不可能由后腿反作用力引起，只能由支撐腿的相應肌肉在腳固定于地面條件下發生收縮才能完成，所以，跑的動力只能是支撐腿的相應肌肉在腳固定于地面條件下發生收縮產生的力矩。擺動腿一著地，人體就有了支撐點，支撐腿的相應肌肉便發生止點端固定的收縮，支撐腿或身體總重心的支撐向前轉動，這樣就有了動力，這是人體支撐于地面時軀干或身體總重心能夠發生前移運動的生物學觀點，也是人體在跑動時，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。

按力學觀點，腳固定于地面，靠腳與地面的相互作用產生的磨擦力。腳與地面之間的磨擦力，除與跑鞋的結構和跑道性質等恒定因素(磨擦系數)有關外，還取決于腳對地面的正壓力。但是，人體跑動時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和跑鞋結構來增加或達到必要的磨擦力，這就是跑鞋安裝的鞋釘和根據跑道性質安裝不同形狀鞋釘的原因。

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動時腳與地面相互作用產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，支撐腿不發生繞腳或關節的向前轉動，無論擺動腿和上肢如何擺動，都不能使軀干發生向前平動。只有支撐腿發生繞腳或關節的向前轉動，才能帶動軀干向前平動。支撐腿向前轉動的速度越快，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節向前轉動速度，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，他們的支撐腿技術，包括腳著地和離地時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為支撐腿向前轉動的速度不等的緣故。跑的經驗證明，支撐步長(即支撐轉動距離)不變時，必須縮短支撐時間(即轉動時間)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節向前轉動的速度，才能在支撐和騰空時間不變(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)騰空時間而提高步頻。支撐腿的轉動速度不變時，增加步長就只能靠增加支撐和(或)騰空時間而必然減少步頻，提高步頻就只能靠縮短和支撐(或)騰空時間而必然減少步長。這就是短跑實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，他的跑速相同時既有步長型又有步頻型的原因。

必須指出，小腿繞踝關節向前轉動，過垂位后可為被動運動，但著地后的前支撐階段，還需伸足肌肉收縮才能完成，即使為被動運動，伸足肌肉收縮就可加快它向前轉動的速度，所以短跑訓練時，不僅要發展肢固定條件下屈足，伸膝伸髖肌肉的縮短，還要發展伸足肌肉的縮短速度，才能使跑速達到更高的水平。短跑速度訓練后，尤其是初學者肌肉酸痛常發生在伸足肌肉部位，這是因為擺動腿著地后，伸足肌肉還承擔著使小腿繞踝關節向前轉動的機能活動之緣故，可是，伸足肌肉的這一作用，由于受后蹬觀點的影響，至今還很少被人所認識。