專欄 【自行車教室】自行車踩踏技術可以量化嗎?

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如果我們把曲柄當作時鐘來看,1點到5點之間為主要的「施力區」,在此區間內所施的力都能有效地為腳踏車產生向前的動力,其中又以3到4點鐘方向產生的力矩最大(因為力臂最長)。12點跟6點則分別是上、下死點,因為在這兩點沒有力臂,所以不管踩得多用力對前進都沒有幫助。至於後半段的7到11點,可說是踩踏技術優劣的分水嶺。

踩踏圖片取自《鐵人三項訓練聖經》(2011)

從機械力學的角度來看,如果能夠對大盤進行360度均勻地施力當然最具效率,就像引擎一樣把動力平均施加到齒盤的每一個齒片上。但實際上我們人類的腳天生就不適合這種運動模式。人類演化至今,發展出強壯的股四頭肌,再加上地心引力的關係,往下踩這個動作對於這雙腿來說可說是習以為常。但往上提又是另一回事了,除了負責上拉的肌群(在大腿上方的髂腰肌與腿後肌群)相對比較弱之外,還得要克服地心引力,所以要透過提拉來驅動後輪就會費力很多。

 

用力往下踩人人都會,差別就在於能產生多大的功率而已。踩踏技術的關鍵是:

◎ 下踩時另一隻腳的「重量」是否完全離開踏板,又不花多餘的力氣作出提拉以驅動踏板。

◎ 上拉及下踩結束後能不能「順暢」地劃過上、下死點。

 

當前方腳處於3到4點鐘方向時,踩踏最具有效率,但與此同時如果後方腳「完全沒有做出上提動作」,那麼整隻腳的重量(約10公斤)就會成為前方腳的阻力。試想想每轉動曲柄一圈所輸出的功率除了要用來驅動腳踏車前進之外,還要克服這10公斤的重量,就好比跑步時綁著10公斤的沙包在腿上,既跑不快也跑不遠。

 

如果想要拿掉這個「沙包」,訓練雙腿提拉的技巧是不二門法,只要能夠在7到11點鐘方向時作出適當的提拉,下踩的力量就能夠全作為前進之用。但問題來了,究竟我們如何得知自己已經懂得運用這套技術呢?換一個問法,我們要如何得知這額外的10公斤已經不見了?

 

以往在只有大盤式跟花鼓式功率計的時代裡,雖然可以知道總共輸出了多少功率,為體能訓練這一塊帶來革命性的影響,但有關踩踏技術的層面大家仍都只能「憑感覺」,技術好不好只有自己才知道。但隨著科技的進步,近年在市面上已推出了好幾款分腿式功率計(例如Garmin Vector、Rotor Inpower等),這種設計的好處在於能夠針對單腳進行個別測量,現在的你不只可以知道功率輸出有多少,也可以知道左腳還是右腳用力比較多、甚至連踩踏技術也能夠作出量化,接下來介紹的兩項數據,正是踏板式功率計所帶來的新意義。

 

【有效扭力】(Torque Effectiveness)

下圖是一名自行車手踩動曲柄一圈的功率示意圖,X軸是曲柄的角度,Y軸是輸出功率的大小。從這張圖中可以觀察到兩個關於踩踏的重點:當曲柄在0度到180度之間,所產生的功率是最大的,特別是在90度時(3點鐘方向),出現功率值的最高峰。另外,在過下死點之後(180度之後),會出現「負功率」,代表此時所產生的功率完全無助於自行車前進,甚至會減少幫助前進的正功率。

負功率的產生正是因為腿部的重量還留踏板上,使它成為另一隻腳往下踩時的負荷之一。

◎ P+ 代表正功率,是踩踏到曲柄的力量(90度時的力矩最大)

◎ P- 代表負功率,即無助於前進的功率

◎ 有效扭力 = (正功率 + 負功率)/正功率×100%

 

從公式可見,當後方腳所做成的負功率越小(或等於零),有效扭力就會越大:「這正是判斷技術好壞的關鍵」,當有效扭力為100%時,代表單腳轉動一圈時完全沒有產生任何負功率(在7到11點方向沒有重量留在踏板上),所有的功率皆轉化成向前的動力上。

 

有效扭力跟踩踏的迴轉速有很大的關係。迴轉速愈高(>90rpm),愈難達到較高的有效扭力,因為後方腳會跟不上踏板,造成越多負功率。但如果要刻意加快後方腳上提的速度,又會容易造成上拉肌群的疲勞。基本上在平路或下坡的時候,由於慣性較高,負功率對前進的影響不多,所以有效扭力只要不要低於60%就足夠了。


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羅譽寅

羅譽寅,1993年出生,目前就讀台北市立大學運動科學研究所。 16歲接觸田徑中長跑項目,開始與「運動」產生交集 17歲高中畢業後,到台灣入讀東華大學 18歲加入東華鐵人隊,因報名比賽而學會游泳,並完成人生第一場鐵人三項比賽 19歲征...

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