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行走与奔跑

如果一件事,你每天都做成千上万次,日复一日,那你应该非常熟悉这件事吧。其实不然,比如走路和跑步。我们走路和跑步的时候,身体是怎么运作的呢?这两者有什么区别呢?让我们先来看看生理学家是怎么定义走路和跑步的吧,你一定会觉得很有意思。

假设一个人单脚站立着,然后抬起脚后跟,同时身体向前倾(走路或者跑步时,向前迈步的时候会在支撑脚上施加约比体重重20千克的质量,也就是说,人在运动时对地面的压力比静止时候更大,如图17),从重心引出的垂线必然会落到脚覆盖范围之外,这时人也会向前倒。但在他还没摔倒的时候,马上将悬着的另一条腿往前移,落在刚刚重心垂线前面的地面上,使得重心垂线又落在了双脚重新圈出的范围内,那他就能保持住平衡,这个人也就向前迈了一步。

这个人的确可以继续保持这个姿势而稳立不倒,但如果还想继续往前走,那他得再次将身体前倾,使重心的垂线超出脚下的范围,并且在身体将要跌倒之前向前迈出另一只脚以保持平衡,就这样又迈出了一步。实际上,步行就是这样一连串的身体前倾加向前迈出脚步来支撑的重复动作。如图18,A线代表左脚,B线代表右脚。直线部分显示脚着地时的情况,曲线部分显示脚在空中的情况。在时间间隔a内,双脚均着地,在时间间隔b内,左脚离地,右脚着地,在时间间隔c内,双脚又同时着地。人走得越快,a和c的时间间隔越短(可以与图20人跑步时的动作图对比)。

图17 人是怎么走路的

图18 走路时双脚移动的动作图解

图19为人在跑步时的动作分解图。人体在跑步时会连续变换姿势,会出现双脚同时离地的瞬间。

图19 人是怎样跑步的

我们不妨将这个问题更深入地思考一下。假设第一步已经迈了出去,此时左脚落到了前面的地面上,如果这个步幅不是很小的话,那右脚跟应该是抬起的,因为脚跟抬起来才能让人身体前倾,从而改变之前的平衡状态。前进过程中,左脚的脚跟先着地,接着左脚整个脚掌都落到地面上,而右脚就会完全离开地面。同时,由于股四头肌的收缩,左腿膝关节由原来的微微弯曲变成完全竖直状态。这样,半弯曲的右脚可以离开地面向前移动,并且跟随身体的前移把右脚掌在迈出下一步时恰好放下来。而左腿在那时只有脚趾是接触地面的,并且随时准备向上抬起,重复与右脚类似的一系列动作。

跑步和走路的不同之处在于,站在地面上的腿借助肌肉的收缩向前有力地弹出,整个身体随之前倾,在这一瞬间身体会短暂离开地面,在身体腾空过程中另一条腿会快速迈到前方,然后再落到地面上。所以,跑步就是从一只脚到另一只脚的一连串的飞跃。从图20可以看出,b.d.f为人在跑步时双脚腾空的瞬间,这就是跑步与走路的区别。

图20 跑步时双脚移动的动作图解(可以与图18对比)

至于一个人在平地上行走所消耗的能量,根本不像大家想象的那么少。人每走一步,身体的重心就会上升几厘米。计算表明,人在平地上行走时所做的功,大约是将人的身体抬到与所走距离相等的高度所做功的1/15。 H9I7aZaszaeSWeu7a5zi2FGlNaE5JfBWF3FlUV51tAmY6wp4ZkCLYwKM3eY2yY+7

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