專欄 自行車踩踏技術:從物理定義來學習更有效率的騎乘方式

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一般人普遍認為自行車的「踩踏」並沒有踩踏技術可言,因為踩踏不像泳姿或跑姿,動作人人皆異,每個人的腳掌在踏板上都是畫圓,並沒有差異可言,所以也沒什麼技術可談,想騎得快,用力踩就對了。

但當我讀了"Pose Method of Triathlon Technique"這本書之後,才瞭解到「踩踏」原來存在「技術」。前陣子去山姆伯伯家作客,他剛好問了幾個有關自行車踩踏技術的問題,就用他家的投影機來個「大螢幕講解」,山姆也順手拍了下來。在此跟大家分享一下:


傳統上所認知的技術是把目標放在發展流暢地圈狀式踩踏,使雙腳在踏板每一個點上所施加的力量都相同。大部份的人也認為「圈狀式流暢地踩踏,平均分配下踩/上拉力量」的踩踏方式是優秀的自行車選手騎乘時所做的事。

但運動力學家在研究了優秀自行車手的踩踏力道之後發現,僅管他們的雙腳看起來是流暢地畫圓,事實上他們並非把力氣平均分擔圓上的各個點上,而是把主要的力氣出在垂直踩踏的「一點到四點鐘方向」,這樣才能有效「創造較大的力矩」,他們在上抬過程中所花的力氣對於驅動後輪幾乎沒有幫助。主要施力點發生在垂直往下踩時的一點到四點鐘方向。最大的力矩發生在90度時,也就是三點鐘方向。愈大的力矩施加在踏板上意指你的輪子將跑得愈快。

影片中的圖表顯示自行車選手以平均功率持續踩踏一個小時,各個角度所產生的平均力矩。從實驗中的數據圖我們可以發現,90度時(三點鐘方向)的力最大;180度以後(也就是通過下死點以後),施加於踏板上的力雖然變小,但卻沒到負數的程度(負數代表的是上拉的施力方向),那表示優秀自行車手在上抬時所花的力量並沒有用來驅動後輪。(摘自拙著《挑戰自我的鐵人三項》,台北:臉譜出版,頁68~69)

臉書的提問

問1:在0度與180度的力矩並非是0,是否代表著仍有前踢與後拉力量只是不會太多?

答1:沒錯,愈少愈好。在0度與180度的力矩並非是0,但會是最低點;技巧好壞的差別在於「時機」與「力的集中度」,圖中下方是練完技術訓練動作後的改變,兩腳踩踏力量的集中度從62與58度,降為38到45度,雖然花的力氣一樣,但把力集中在最有效率的三點鐘附近,但輸出的功率會比較大。

 
問2:要能在三點鐘有最大力氣的輸出是否需要有出力的準備期?是從11點開始好抑或1點還是2點?

答2:沒錯,一定要提前,因為力不可能忽然產生,所以尼可拉斯博士在"Pose Method of Triathlon Technique"中很明確指出要從1點鐘開始把重量分配上去,3點力到最大,4點就要把力收回來。
 
問3:所以國峰老師的意思是,腳不需出力做拉提嗎?
 
答3:不是,當然還要出力氣拉提,但不用用力到驅動後輪(因為連頂尖的自行車選手也不會去做這件事),從下死點到上死點的階段,上拉的力氣只要使腳的重量從踏板上消失即可。在高轉速下,要做到這點,就需要精準的技巧。
 
問4:請問國峰教練覺得在一點鐘就開始下踩踏板好還是往前下推踏板(盡量施力垂直力臂)好呢?因實際操作時間很接近,如果是向前下推那麼在三點時的力量方向難免如您影片中圖之方向,如果直接向下踩似乎較能於三點創造最大力矩但在1-3點的力矩就會被compromise,不知您看法為何?

答4:先傳一張接近完美的踩踏技術分析圖,我個人認為在騎公路車時,不管在1點鐘還是3點鐘,都會「略微」向前產生法線力(附圖中的淺藍線),當然還是切線力較大(深藍線)。因為公路車的座管角度較大,所以比較容易像下圖這樣踩。不過這已經接近完美,你可以看到從下死點到上死點階段完全沒有負向力,代表這個階段的踏板上完全沒有腳的重量。
補充:趴休息把時比較難這樣踩。


下面這張圖則是相對來說踩得比較不好的,因為從下死點到上死點有負向力(藍線),負向力會抵消下踩的力;此外,它在5~6點鐘方向的力氣還用那麼多(沒有時即收回),大部分的力都會浪費掉。應該在4點就把力收回來,這是"Pose Method of Triathlon"在踩踏技術教學上的重點。書中有一系列的技術訓練動作在教人做到這件事。因為「懂」很簡單,但要做到很難,需要特殊的練習,這是尼可拉斯博士厲害的地方。​

補充:這個圖形比較像三鐵車踩出來的,但技巧上的缺點就是收力太慢,發力重點錯了!


山姆提問:肌力愈大的人,自行車衝刺愈快?

影片提到的內容包括:

  • 人可以踩踏的最大力量是體重才對 (體重60公斤最大肌力有兩倍體重的人也無法踩出體重100公斤最大肌力只有一倍體重的最大功率輸出)。
  • 騎乘時,哪三個部位承擔騎士的體重?
  • 加速,其實是將更多的體重分擔到踏板上,比方說,爬坡的時候,身體從坐墊上站起來。
  • 要如何把體重分擔到踏板上呢?是要搖擺身體嗎?
  • 怎麼樣踩比較有效率呢?利用失重,失重是我們騎乘時主要的用力方式,在關鍵時刻點拉起來,體重就能進行轉移。轉移的時機愈精準,踩踏效率愈好。

 

山姆提問:既然車手所能踩出的最大力量是體重,為何要練最大肌力呢?

理由是來自「儲備力量」(Strength Reserve)的觀念:

關於「儲備力量」的觀念,可參考我和羅譽寅合著的《體能!技術!肌力!心志!全方位的馬拉松科學化訓練》頁162~163,裡頭有詳細的解說,截錄如下:
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所謂「儲備力量」,簡單來說是指某動作的「最大肌力」減去「特定負荷」,亦即進行該動作時肌肉所能發出力量的「上限值」與「下限值」之差,儲備力量越大的運動員代表有更多的潛力達到更高的運動水平。以騎自行車為例,假設所有外在環境相同,如果要維持時速40km/h所要踩踏輸出的力量相等於背蹲舉舉起20公斤的重量,那麼這20公斤就是「特定負荷」,這時候有A、B兩位體重相同、體能相當的自行車選手要進行個人計時賽,而這兩位選手背蹲舉的最大肌力分別為60公斤與100公斤;有了這些資訊之後,相信大家都會認為最大肌力為100公斤的B選手會勝出這場比賽,因為B選手的儲備力量為80公斤(100-20=80),比A選手的40公斤(60-20=40)高出一倍,代表說如果他們同樣要維持時速40km/h的時候(假設相當於背蹲舉20公斤),B選手相對地會比A選手輕鬆很多,但如果速度提升到時速50km/h的話(假設相當於背蹲舉40公斤),A選手也許已經進入無氧強度區間了,但B選手可能只會感到一點喘而已;可見儲備力量對於耐力選手來說非常關鍵,儲備力量越高的選手,理論上其有氧範圍將會越廣,因為在同等的負荷或配速下會變得更加輕鬆;而如果我們想要提高儲備力量的範圍,進行最大肌力訓練可說是唯一的途徑,因為只要最大肌力提高了,儲備力量自然也會跟著提升;但特定負荷卻難以不斷降低,例如在自行車上以低風阻姿勢騎乘、或是從公路車改成計時車,皆有助降低特定負荷,但相比起提升最大肌力,這種方式的效益極低。

力量會帶來加速度,因此從「儲備力量」又可以衍生出「儲備速度」的觀念。我們把跑者移動的「下限值」定為42.195公里的平均步速,把「上限值」定為1公里的最快速度。假設A、B兩位跑者在同一場全馬比賽中的速度都是四小時(每公里5分41秒),跑者A的1公里最快能跑2分50秒,但跑者B只能跑3分30秒。在下限值相等的情況下(走路速度相同),A選手的儲備速度就比B選手高出了40秒。這個差距的意義在於,如果比賽是五公里,跑者A勢必比跑者B具更具競爭力;從另一個角度來說,跑者A的全馬成績,更容易突破三小時大關(全馬三小時的配速是4:15/ km)。原因是2:50/ km到4:15/ km的儲備速度比較大(原因是4:15/km這個配速對A選手來說可以比B選手更輕鬆達成,自然也能維持得更久),這也是為什麼我們在書中的「全馬破三計劃中」要加入R強度訓練的原因。

山姆提問:對自行車手和跑者來說,最重要的肌力動作是哪一個?

若只各挑一個最重要的動作的話,自行車選手,我會挑深蹲,因為騎車的姿勢跟深蹲極像(可見山姆網站中的影片說明)。先練雙腳深蹲,再練單腳,因為騎車是單腳承擔體重的運動。

對跑者而言,我會挑「羅馬尼亞式硬舉」(RDL),一樣先練雙腳,再練單腳。

PS 抱歉,影片中講太快口誤了,跑者的專項肌力講成「硬舉」,是「羅馬式硬舉」(RDL)才對,謝謝山姆提醒與糾正。

 

山姆提問:如何將更多的體重分配到踏板上?

有兩種分配體重的「體驗方式」:

  • 其一是把體重從握把的體重分配到踏板上,手掌離開握把時將不自覺地踩得更快,反之,把身體坐直後體重都在坐墊上,踏板上所分配的體重將會變小;
  • 其二是把左腳的重量更自覺地從踏板上移開,如此右腳下踩時將更有效率。

 

 

山姆提六問:所以騎車時到底要用力踩嗎?

騎車時若不用力踩的話,車子怎會向前呢?這是山姆的問題。


若我們把右腳「下向踩」這個動作定義為:右腳掌把踏板往上壓的動作。那麼,只要我們主動把左腳往上提,當重是從左踏板上消失時,右腿的重量自然會把踏板往下壓。也就是說,「上提」(自行車選手會說抽車)是主動,「下踩」的動作是被動發生的

若下踩變成主動,大多數的人抽拉都會不夠即時,使得下踩的力量被另一個踏板上的重量抵消掉;有些人在站姿騎乘習慣主動用力下踩的人,會踩超過阻力,使得身體上下振盪,這都會耗費多餘力氣。所以踩踏技術的關鍵是:讓「下踩」的動作變成被動發生,主動施力的是上提的動作。

山姆紀錄的影片中有我怪怪的示範動作~~但希望有把這樣的技巧傳達出來

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PS 以上踩踏相關知識主要出自羅曼諾夫博士”Pose Method of Triathlon Technique”


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徐國峰,1983年出生,現居花蓮。目前的主要工作是寫作(整理自己訓練和所學的知識與經驗)、翻譯(國外我任為經典的著作)。此後,自栩為是一位耐力運動知識的「轉譯者」,我存在的意義是把優秀運動科學家、經驗、心得,透過書籍與網路分享給更多人。...

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