走进科学
物理学表示职业运动员跑步姿势都错了
有足够角动量跑动吗？
跑步者们可能都做错了。一个略微不同的姿势可以让跑步者和步行者获得一个重力驱动的助推——并有可能打破世界记录。
对大多数跑步者和教练来说跑步是一系列的跳跃，来自挪威沃尔达的物理学家和前竞技运动员Svein Otto Kanstad说，重力并没有被视为是有帮助的，因为它的力量方向垂直于跑步者移动的方向，但这种想法忽略了角动量的概念，与其把跑步想成一系列跳跃——用一只脚跳起，并用另一只着地——跑步者应该把该运动视为一系列借助于重力的下落。
他说：“我们在向前下落，而我们的腿接住我们。随着每一个脚步，跑步者的身体实际上以接触地面的脚为支点向前旋转。“这不是一系列的跳跃，而是一系列的旋转。”
呼啦圈说明了这种旋转如何提供角动量。如果你只是简单地把一个呼啦圈垂直抛起，它落地时就会倒下。但如果你在扔出时旋转呼啦圈，它落地后就会滚走，因为它有角动量。
“我们很机智地使用了角动量，即便不知道我们正在使用什么，”他说。但对于许多跑步者来说还有改进空间。
[-]
当一个跑步者旋转臀部把每条腿带向前，他或她就获得角动量，但大多数跑步者对其都没有充分利用。在他们前腿着地的时候，后退通常是伸直在后面。在Kanstad修正后的步态里，在前腿碰地前，后腿就会已经在向前转动。通过这样做，跑步者的重心向前倾斜更多，以允许更多向前动量，而回复腿则阻止跌倒。
这做起来很棘手，但Kanstad教会了自己用这种方式跑步。他说美国退役短跑运动员迈克尔·约翰逊——1999年以来男子400米世界纪录保持者——使用了相同的技术。
“手臂作为腿部运动的平衡变得非常重要，” Kanstad说，“你必须把运用手脚的习惯方式几乎倒转。”
他训练来自Tromsø的长跑运动员在跑步机上使用这种技术，同时使用皮带把他们锚固在天花板上以防跌倒。在一次试验中，通过测量每分钟耗氧量，一个以14公里时速跑动的男子短跑运动员相比他平时的步态节省了10%能量。Kanstad说，他边跑边喊，“我在灰！”
Kanstad认为用这种姿势训练长跑运动员和短跑运动员能把赛跑时间成分钟削减，导致一大波新纪录。
“引力就在那里，它推动我们前进，但我们奔跑的方式立即刹停了它，”他说，“只要不刹停它，你就能凭空多出10%能量。”
Journal reference: Proceedings of the Royal Society A, DOI: 10.1098/rspa.2015.0287
本文译自 NewScientist，由 王丢兜 编辑发布。