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跑步機比路跑輕鬆的原因?請運動力學專家解惑

這個問題困擾我很久了
因為工作關係,常常用到跑步機,因此很在意跑步機和路跑的差別

上 google 找答案,常常看到一些說法是:
因為跑步機只要抬腳就好,不用往前跑,所以比較輕鬆。
但...我一直覺得這個答案很怪,
你如過真的只在跑步機上抬腳(人是站直的),只會有一個下場,就是被跑步機捲走,人摔下來。
所以我不認為這是對的答案,甚至是嚴重誤導的答案

從物理的角度來看,
我認爲在路上跑和在跑步機上跑,只是不同的座標系統的轉換。
若是為了在座標系統中移動,達到一樣的速度,兩者所需要消耗的能量是一樣的。

當然還有些微不一樣的事情發生,導致跑步機是有可能比路跑「微微的」比較輕鬆
這也是為什麼有論文提出,只要跑步機設定1%的坡度,能量消耗程度就和路跑差不多。
我認為原因可能有下面幾項:
1. 風阻的差異:在跑步機上完全沒有風阻的考量,因為空氣和人一起待在原地,但路面上有。(喜歡跑跑步機吹電風扇的人另當別論)
2. 避震的差異:高級一點的跑步機,會強調履帶跑道的避震。平常跑步上下晃動比較大的人,會因此而減少身體質心的晃動,從物理來看,就是減少不必要的振動能量耗費。(當然避震做的過度誇張的反而會更耗力,造成身體更大的晃動,那就是假避震了)
3. 維持身體頃角的差異:從姿勢跑法的觀點來看,能夠維持身體頃角的確會讓跑步比較輕鬆(也是比較好的跑步姿勢)。在跑步機上這個座標系統,為了維持讓身體停留在跑步機上的位置不要被捲走,身體會很精準的維持一個相對固定的頃斜角。而在一般路面上,這件事情是要看個人技巧高低而定。(所以有一派人覺得跑步機是訓練跑步技巧的好物!能夠驅動真的讓身體省力的肌群,然後應用到一般道路上)。

當然我也發現有些例外,反而導致某些人認為跑步機比較累:
1. 跑步機比較無聊:這是眾所皆知的事情,所以有的人會看電視或是和隔壁的聊天
2. 在跑步機上做成績測試(e.g. 10km)可能會比較差:主要可能是因為心理壓力的關係,跑到後來肌肉都會漸漸疲勞。若是一般路跑,配速可以很些微的做彈性調整,放鬆肌群。但在跑步機上無法,等於是被強迫帶著走,只要稍有偷懶配速維持不住就會摔下來,導致心中一直擔心腳跟不上讓成績變差 (提早放棄或是降速)
3. 上面提過,跑步機避震太軟變彈簧

不知道各位先進有沒有認為,以上的想法有不合理的地方?
我一直認為「跑步機上只有抬腳,所以比較輕鬆」真是嚴重的誤導
懇請大家提供見解!
2016-04-01 7:54 發佈
我是門外漢也很好奇!
但我在想如果把車子放上類似跑步機的裝置前進!
跟在一般路上前進!
以同樣時速前進相同時間!
會得到一樣前進里程!
但油耗肯定不同!
跑步機跑道自動往後等於路面自動往後!
應該就類似下坡的概念!
質量不滅定律原則之下!
在相同的條件之下跑了相同的時間!
有部分的能量是跑步機幫忙作工提供能量!
相對身體付出的能量就比較少!
自然就比較輕鬆了!
門外漢用猜的!
等待專家解答了!
先說我不是運動力學專家
但我覺得"注意路況的精神力消耗"也是比跑步機累的因素.

fbil wrote:
這個問題困擾我很久...(恕刪)


正常跑步 右腳往前 抬起 左腳得把身體的重量往前推

跑步機 右腳往前 抬起 左腳跟身體就被往後送了 這時左腳出力少
HELLO
fbil wrote:
我認爲在路上跑和在跑步機上跑,只是不同的座標系統的轉換。
若是為了在座標系統中移動,達到一樣的速度,兩者所需要消耗的能量是一樣的。
當然還有些微不一樣的事情發生,導致跑步機是有可能比路跑「微微的」比較輕鬆
這也是為什麼有論文提出,只要跑步機設定1%的坡度,能量消耗程度就和路跑差不多。

跑步機的功是在做辛酸的??
跑步機與地球不只座標系統是相對的
速度、位移、作功都是相對的阿
但消耗的熱量對身體卻是絕對的
基本上在跑步機上約略只有在地球上跑的垂直分力而已啊
其實我的感覺喔沒那複雜 只是你腿部肌肉是否有練起來還有習慣問題而已. 我剛開始跑 同樣30分鐘 會感覺跑步機很輕鬆, 但這段期間有練腿部肌肉再加上操場跑習慣了, 同樣時間跑操場不會感覺比較吃力. 但前一段時間平面路跑 感覺比較吃力 但現在習慣了 又差不多了.
喔 所謂的只有垂直分量是什麼意思?
有機會麻煩畫個圖解惑一下嗎:P

giobling wrote:
跑步機的功是在做辛...(恕刪)
物理講的就是【做功】

簡單來說,在跑步中 ~

1.要把身體抬高(垂直作用力)

2.要把身體向前移動(水平作用力)

很明顯地讓身體向前移動的功,是遠大於向上的!

(前進的距離、速度,遠大於向上,就是算上身體的重量也是)

而所謂的跑步機,最大的特點就是讓身體維持在原地

也就是你只要出能對抗跑道將身體向後帶的力量就夠了 !

=================================================

再從能量守恆的觀點來看 ~

1.在外跑步,鞋磨損的快。。需要抵抗摩擦力較多

2.跑步機需要電費 !

=================================================

所以 ~ 在跑步機上練 ~ 最好一定要調高坡度 !






fbil wrote:
跑步機和路跑的差別

不懂各位大大說的甚麼座標系統移動
不過我自己的經驗覺得路跑比跑步機累是因為地面沒有跑步機來得平整
多少會有一些高低起伏跟轉彎
路跑時耗費的力氣無法像跑步機那樣一致
所以比較累
我家社區喬山的開到12=五分整

我感覺像路跑4:20配速

不知道是不是壞了。超累
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