何謂運動鞋彈性?何謂彎曲剛性?

甚麼是彎曲剛性?

「剛性」這個概念我們曾經在一篇「高強度間歇跑對人體的影響」 中介紹過,指的是彈簧軟硬的程度。剛性越大表示彈簧越硬,往下壓一點點就會產生很大的反彈力量;剛性小則相反,彈簧很容易壓縮,但是產生的反彈力也不大。

鞋體的彎曲剛性 (bending stiffness, BS) 就是套用同樣的概念,鞋體的長軸是從腳跟到腳尖的方向,如下圖所示,當鞋體的長軸彎曲時會產生回彈力,在同樣的彎曲角度之下,長軸彎曲剛性越大的鞋體會產生越大的回彈力。為了描述這樣的概念,計算長軸彎曲性時會用機器彎折鞋體,同時量測彎折一段距離需要用到多少的力,單位是牛頓/毫米 (N/mm)。

何謂運動鞋彈性?何謂彎曲剛性?

長軸彎曲剛性對跑步的重要性

長軸彎曲剛性可能會影響跑步經濟性,由於鞋子就像是一個彈簧,彎曲剛性越大表示彈簧越有力,能讓跑者輕鬆產生足夠的推進力,因此可以節省能量。除此之外,過去的研究發現長軸彎曲剛性會影響地面反作用力與下肢方向的夾角,包含腳觸地的位置、腳掌的彎曲程度,還會改變地面反作用力發生的位置。

何謂運動鞋彈性?何謂彎曲剛性?

在推進的時候,縮小地面反作用力與下肢方向的夾角能減少肌肉所需要使用的力,而較大的長軸彎曲剛性則可以縮小地面反作用力與下肢方向的夾角,因此較大的長軸彎曲剛性可能對跑步經濟性有利。不過也有研究結果發現長軸彎曲剛性對跑步經濟性的影響不大,因此針對長軸彎曲剛性對跑步效率的研究還需要等更多研究結果才能下定論。

參考文獻:

Moore, I. S., Jones, A. M., & Dixon, S. J. (2016). Reduced oxygen cost of running is related to alignment of the resultant GRF and leg axis vector: A pilot study. Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports, 26, 809–815. doi:10.1111/sms.12514

Flores, N., Delattre, N., Berton, E., & Rao, G. (2019). Does an increase in energy return and/or longitudinal bending stiffness shoe features reduce the energetic cost of running? European Journal of Applied Physiology, 119(2), 429-439

Fuller, J. T., Bellenger, C. R., Thewlis, D., Tsiros, M. D., & Buckley, J. D. (2015). The effect of footwear on running performance and running economy in distance runners. Sports Medicine, 45(3), 411-422

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