一个刚启动的AI:告别暑假,刚开学的你有没有觉得学习动力低,作息不习惯,甚至精神涣散、恍如隔世? 别担心,新学期果壳少年会继续为你的学习生活保驾护航: 从初一到到高二,每个年龄段的同学都可以在这里感受知识的魅力,聆听一线大咖讲授的在线课程。
有了本AI的陪伴, 相信你会发现生活也没那么艰难,期待你在新学期像赛场上的苏炳添一样,开启飞一般的征程~
在刚刚结束的亚运会上,中国选手苏炳添以9.92秒的成绩夺得男子百米短跑冠军。快到什么程度?腿都不动!别误会,只是截图太艺术了。图片来源:sinaimg.cn
不管从物理还是生理的角度分析,九秒多的成绩已经接近了人类的极限。我们还能跑得更快吗?如果能,要在哪些因素上进行改善呢?我们先来分析跑步时腿部的周期性运动:不断循环的悬空和触地。让人意外的是,悬空部分其实无关紧要。
运动员大约要花 1/3 秒的时间把脚提起来又放下,不管是苏炳添博尔特还是你都差不多。 在空中的那 1/3 秒,也即摆动时间(swing time),很可能已接近生理极限。不过也有一个例外值得注意:双腿截肢的南非运动员奥斯卡•皮斯托留斯,用两条人造碳纤维腿奔跑,每条碳纤维腿的重量是普通血肉之腿的一半还不到。在奔跑速度相同的情况下,轻装上阵的皮斯托留斯,能比腿部健全的选手节约大约 20% 的摆动时间。
使用碳纤维假腿的皮斯托留斯,然而你学不来。图片来源:buzzsouthafrica.com
对大多数选手而言,跑步的速度在很大程度上还是取决于他们的脚可以对地面施加多大的力。想提速,有两个简单的选择:1)用更大的力蹬地;2)蹬地的力量不变,但延长作用时间。
选项 2 是灰狗、猎豹高速奔跑的原因之一。它们柔韧的脊椎最大化地延长了四脚着地的时间。前掌着地时,它们的脊椎弯曲并塌陷,后掌着地前就能在空中停留更久。然后,脊椎再次伸长,加长了前掌悬空的时间,也使得后掌触地的时间更久。
有柔韧脊椎的猎豹,然而你也学不来。图片:soogif.com
四条腿动物的招数学不来,模仿这一功能的装备倒是可以一试。从 20 世纪 90 年代开始,滑冰运动员开始使用一种全新的 “拖拉板式冰鞋”,这种冰鞋的冰刀只在前端与冰鞋相连,后跟部分的冰刀跟冰鞋是分开的。当脚往后滑时,这种新的设计增加了冰刀与冰面接触的时间,也就是在蹬地力度不变的情况下延长了作用时间。自此,短道速滑的世界纪录立马就有了大幅的缩短。
短道速滑运动员穿“拖拉板式冰鞋” ,然而……如果你练的是跑步,还是学不来。图片来源:wikipedia
遗憾的是,人们曾试图制造类似的跑鞋,但收效甚微。这是因为人在跑动中的腿有点像弹簧,接触地面时人的腿发生压缩形变,离开地面时会得到一定的反弹。试图改变跑步者步态的技术往往会干扰这种反弹效果,进而削弱腿部的整体表现。(皮斯托留斯又是个例外,他的假肢比常人的人腿弹性要好,使他接触地面的时间比其他选手的长 10% 左右。)
对于没法装假肢的短跑选手来说,还有一个选择:对地面施加更大的力。简而言之,跑得快的人蹬地更狠,当然这个力是相对于体重而言的。一般人蹬地力可以达到自身重力的 2 倍左右,顶尖男性短跑运动员可以达到约 2.5 倍。
从身体的运动推算出施加在地面上的力是个很复杂的问题,相关的研究仍在进行。墨尔本大学用计算机模拟的短跑运动员证明,小腿肚上的肌肉比其他的任何地方在决定跑者对地施力的大小上都要重要。全速奔跑时,臀部的肌肉也愈加重要。如果你要练短跑,不妨着重训练下这两个部位。当然,接下来就是抛开各种投机取巧路线的苦练了。