由運動生物力學談攀爬與行走技巧

撰寫動機

山域的地形多樣化,林道、坭土、碎石、土石混合等,伴隨著不同的攀登技巧和裝備的使用。登山技巧眾說分云,本文主要以運動生物力學的角度,舉出2例登山者皆有經驗的案例,提供各位思考如何精進個人登山技巧,避免運勭傷害。

運動生物力學的定義

運動生物力學梘較於運動生理學和心理學是較為新興的科學。以運動的角度而言,簡單的說,就是運動的技術和技巧。以登山運動的動態為例,行走的技巧(如上下坡)、攀岩、登山杖的使用、打包好壞影響到行走重心等,皆是生物力學的範疇。以登山裝備為例,登山鞋的選擇(登山鞋還是雨鞋)、背包的背負系統、登山衣褲的選擇等,也是生物力學另一研究範疇。再分析至人體則是在運動技術中,人體的肌肉如何作用?關節受情況為何? 整體而言,生物力學為神經骨骼肌肉系統的分析和研究。

打包好壞和背包揹負位置將影響登山攀爬動作

人的各肢段的重量和肢段的重心位置總合為人體的重心位置,在登山運動中,應揹負背包重量,人體多了一個肢段,重心位置也隨之改變。在無負重下,人體站立時的重心位大約於骨盆腔中心位置,行走時重心位置在此中心線上下移動,但加上背包,重心位置必然改變。若太高則行走加速,若下肢肌力不足無法負荷,可能造成大腿肌肉拉傷,或下肢的負擔;若重心過低則行走減速,身感重量下壓,增加體能的消耗。故打包好壞將影響登山攀爬和行走,很多論及打包方法,在此提供打包原則:上重下輕,左右平衡背包揹負時要貼負背部,大背包底部在髋關節之上,如此一來人體重心位置可盡量在原來未負重的位置,有助於登山行進和攀爬動作,也大幅減少下肢肌肉和關節的負荷,和軀幹肩頸肌肉的負擔。

善用登山杖:讓上肢分擔下肢的負荷

登山杖是現今每位登山客必有的裝備,登山行進間,若不用登山杖則所有的重量落在雙腳上。若使用登山杖則手臂將會出力,提供15~30%的力量在登山行走當中,換言之,有效率的使用登山杖,雙腳的負擔則由100%降低到70%的負荷。行走時,我們腳下是個三角形的平面,兩腳和重心為三角形的頂點,但重心的支點不在地面上(圖一);若加一隻登山杖行走時, 登山杖為行走時創造一個實質三角形的頂點,此時地面上就有個支點,再加上重心的支點(圖二),加大底面積的行走,使行走時更加穏定。

圖一 無使用山杖,重心位置和雙腳重心所成的三角形面積示意圖
圖二 使用用山杖,重心位置和雙腳重心所成的三角形面積示意圖

所以登山杖不是登山的裝飾品,而是輔助登山的實用裝備。讓手臂的力量分擔下肢的負荷,下肢的肌肉骨骼系統自然會輕鬆許多。手部的痠痛要學伸展,快速的將其疲勞消除,此點在先前的文章己闡述過(A),不在此重述。登山杖當然還有其它功能,但輔助登山行走是主要功能,善用登山杖能使登山過程中更輕鬆。在此提醒仍平時就要有有伸展的學習,和肌肉的鍛鍊(B)。

結語

人體的動作必定遵守力學的原理原則,巨觀至運動狀態;微觀至肌肉的伸長收短,皆可以利用生物力學進行分析,進而以科學的角度來解釋動作的產生,導致人體骨骼肌肉的變化。一則使我們瞭解人運動對於人體的機轉;另一方面也提供運動訓練之用,輔助生理訓練。以登山運動而言,走路和攀爬所佔時間最久,特以2例做為運動生物運用於登山技巧的範例。

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李政霖,聰明運動家的創辦人。喜歡運動、鍾情自然,熱愛教學,崇尚自由自在。相信運動科學直接佳惠健康生活,認為人文陶養有助提升正向態度。倡議運動是不被時間、空間、場地和器材所綁架,每個人皆有權力做自己的主人,快意人生。

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