od té doby se stal triatlonista, byl jsem si vědom údajné nebezpečí chodu na betonové povrchy, vyhýbat bezpečnější chodníky pro jízdu na rameno silnici v protisměru, skákání obrubníky, jako kdyby každý krok na beton by mohl být můj poslední. Jak si čtenáři mých minulých článků možná všimli, rád zpochybňuji některá běžně držená přesvědčení a podporuji svou pozici vědeckými důkazy.
Takže já bych mohl také dát vědět dopředu, že tvrdost rozdíl mezi beton a asfalt je bezvýznamné, když běží v botách, protože odpružení poskytovaná boty daleko přesahuje jakékoliv odpružení poskytnuté těmito povrchy. Při přesunu na trávu nebo nečistoty začíná příspěvek těchto povrchů ke snížení dopadu na zem hrát mnohem větší roli. Je také jasné, že běžci mají mnoho osobních zkušeností běží na různých površích, a při zkoumání tohoto článku, je jasné, že někteří běžci jsou přesvědčeni, že mohou cítit dopad rozdíl mezi betonem a asfaltem.
Na konci dne je to na vás, ale věda podporuje, že s největší pravděpodobností běžecká zranění dostaneš z běhu na silnici je srazilo auto, a že betonové chodníky jsou pravděpodobně nejbezpečnější, pokud si dávat pozor na možné nerovné povrchy.
tvrdost povrchu a měření
co je to, že je povrch „tvrdší“ než jiný? Je to odpor proti pružnému deformování, když na něj působí síla. Jedná se o nestálou deformaci a vědecky je kvantifikována „modulem pružnosti“. Youngův modul (E) popisuje pružnost v tahu nebo tendenci objektu deformovat se podél osy, když jsou podél této osy aplikovány protichůdné síly; je definován jako poměr tahového napětí k tahovému napětí. Často se označuje jednoduše jako „modul pružnosti“.
výše uvedený graf je souhrnem přibližného modulu pružnosti pro různé povrchy. Co znamenají tato čísla?
Matematicky, beton absorbuje 10 krát méně energie, než asfalt při 20°C S typickou běžec 70 kg přistání s asi 3-5x tělesné hmotnosti, síly ani beton ani asfalt obklad žádné měřitelné množství. Prakticky neexistuje žádný materiální rozdíl, když člověk začne uvažovat o stlačitelnosti materiálu nohy a běžecké boty, jak brzy prozkoumáme. Je to také stojí za zmínku, že zatímco materiály jako beton jako předmět k prasknutí pod tlakem, mělo by být zřejmé, že zatížení, které tyto materiály se mohou běžci spadají pod tuto hranici, a pro naše účely tyto materiály mohou být považovány za pružné v této části křivka závislosti napětí a namáhání. Všimněte si také, že studený asfalt má přibližně stejnou tvrdost jako beton. Guma je nejméně 14 000krát méně tvrdá než beton.
zde je jednodušší test, který si můžete vyzkoušet sami: odrazit golfový míček z betonu, asfaltu a nečistot. Odrazová vzdálenost poskytne údaj o tom, kolik energie je absorbováno povrchem a kolik energie je vráceno golfovému míči. Povrch, který vrací více energie do míče, vrátí více energie vašim nohám a následně se bude cítit „těžší“. Pokud provedete tento experiment, zjistíte, že asfalt a beton způsobují, že se míč odrazí do téměř stejné výšky.
Běžecká Obuv Tlumiče Nárazů: Mezipodešev
Většina běžců mají tendenci nosit boty, a všichni víme, že přidá materiál pod naše nohy působí jako odpružení, spolu s přírodní odpružení na chodidlech našich nohou. Běžně používané v botách jsou viskoelastické materiály, přítomné v mezipodešvi. Tyto materiály jsou obvykle chemicky známé jako polyethylen, polyvinylchlorid, polyuretan. Stejně jako u jiných elastických materiálů poskytují tyto látky účinný prostředek k přerozdělení tlaku pod nohama. Protože energii nelze „ztratit“, dochází k šíření energie po větší dobu a uvolnění určité energie ve formě zvuku a tepla. Snížení celkového tlaku snižuje lokální tlaky a napětí na chodidle a dalších kosterních strukturách, protože rázová vlna každého kroku se vyhlašuje nahoru tělem. Tato rázová vlna může poškodit měkké tkáně. Ukázalo se, že snížení závažnosti nárazu zlepšuje poranění nadužíváním, včetně bolesti kloubů, stresových zlomenin a možná i osteoartrózy. U zdravých jedinců působí 10-20mm podložka tuku na dně nohy jako „viskoelastický tlumič nárazů“. Injikované kortikosteroidy) mohou degradovat tukovou podložku.
umělé viskoelastické materiály mohou nahradit nebo zlepšit tlumení nárazů. Studie zjistily, že měkčí pěnové materiály jsou účinné, pokud se používají ve značné tloušťce, ale mají tendenci se při používání rychle zhoršovat a mohou“ zdola “ pod zatížením. Bylo zjištěno, že vložky, které používají více materiálů ve shodě, mají tendenci poskytovat nejlepší celkový výkon.
Z praktického hlediska, odhady pro stlačení paty tuku pad během heelstrike rozmezí od 3mm do 8mm. To také bylo poznamenal, že pata tlustý pad komprese a kompresní mezipodešev spolu souvisí, a že silnější mezipodešev způsobí menší stlačení paty pad, takže absolutní hodnoty nejsou aditivní. Bosý běh plně využívá tukovou podložku na spodní straně nohy. Kontrast v kombinaci deformace chodidla a nohy a deformace pro asfalt nebo beton a člověk rychle vidí velikosti rozdílem, že nohy jednotky jako celku – stélka a tlustý pad – přispět versus komprese tvrdé běží povrchy.
Dopad na Běžící Formulář
Vědci udělali více než kvantifikovat různé tvrdosti běží povrchy. Dixon et al testovali běžce na několika površích a určili, že samotný povrch nezměnil špičkové nárazové síly. To znamená, že množství síly běžci „měří“ neměl lišit v závislosti na povrchu projeli. Co se změnilo, byl způsob, jakým utíkali. Byly pozorovány počáteční úhly kloubů, úhly špičkového kloubu a úhlové rychlosti špičkového kloubu, které se mění v závislosti na povrchu. Další studie (Ferris et al) zjistila, že změna povrchu způsobila změnu tuhosti nohou. Úpravou nohu tuhost, aby se přizpůsobila povrchu, tuhost, běžci zachována podobná mechanika pohybu na různých běžeckých trenažérů.
Bishop et al ve srovnání běh s botami a běh naboso, a relativní napětí, které místa na nohou. Zjistili, že běžci na sobě boty vystaveny mnohem tvrdší nohy, než bosí běžci, a že neexistuje žádný rozdíl mezi vysokými a nízkými náklady boty z hlediska jejich účinku na tělo mechaniky (v této studii). Jejich data podporují předpoklad, že obuv způsobuje změny v končetině během dynamického úkolu, jako je běh.
Další Úvahy
Tam jsou některé další možné rozdíly mezi asfalt a beton, které mohou jejich různé běžecké plochy:
Teplota asfaltu: Jako asfalt ohřívá, zjemňuje. Výzkum však ukazuje malý rozptyl v postroji, dokud povrchová teplota nedosáhne 70 Celsia, což by se stalo pouze v horkých horkých dnech. Beton v žáru nezměkne.
odklon povrchu: asfaltové silnice jsou korunovány, kde střed silnice bude vyšší než na okrajích, aby se umožnilo odvodnění. Při běhu na jakékoli části silnice jiné než koruna bude jedna noha vždy vyšší než druhá.
hladkost povrchu: Starý asfalt je obvykle drsnější povrch než beton, zatímco čerstvý asfalt může být hladší povrch. Drsné povrchy mají tendenci absorbovat zvuk lépe, a tak je možné, že boty mohou znít tišší na asfaltu než na betonu, což vede k dojmu, že je měkčí. Asfaltu také chybí dilatační spáry a typické povrchové nedokonalosti charakteristické pro chodníky s obrubníky atd., což může vést k hladší a pravidelnější chůzi.
Závěr
rozdíl mezi beton a asfalt je trochu jako rozdíl mezi standardní HDTV a vyšší rozlišení TV, kde limitujícím faktorem se stává oka je schopnost pozorovat rozdíl. Rozdíl lze měřit, ale rozdíl není významný ve větším kontextu situace. V případě běhu je beton i asfalt velmi tvrdý a velmi málo se vychýlí. Skutečnost, že jeden vychyluje trošičku víc než ostatní vědecky není přeložit do pozorovatelný rozdíl v dopadu, zvláště když běží, je za to patří nárazu absorbována běžecké boty a plosky nohy.
stlačitelnosti z pryže, EVA a ponožky mají podstatně více příspěvek k dopadu přenáší na nohu uvnitř boty, než rozdíl mezi betonem a asfaltem. Zvažte, že rozdíl v tvrdosti mezi betonem a asfaltem je ekvivalentní přidání méně než 1 mm extra gumy k podrážce boty.
Kromě těchto tvrdých povrchů existují významné rozdíly mezi silnicí a dráhou, stezkou, trávou a pískem. Chtěl bych tedy předložit, že cílem běžce, který se snaží snížit tvrdost povrchu, je prozkoumat tyto další možnosti.
například, nečistoty stezky mají další výhody, moc, práce těla propriocepce a dynamické boční pohyby a stimulovat mozek s měnící se podmínky – propojení s přírodou, někteří by se říct. Bosý běh na trávě nebo písku je další kombinací, která jistě sníží náraz síly a vyvolá další změny v běžecké formě.
jak ukázaly studie, naše těla se přizpůsobují běžícím plochám. Za předpokladu, že je zachována dobrá biomechanická forma, bude fungovat jakákoli pojezdová Plocha. Je také téměř nemožné změnit názor někoho, jakmile si to vymyslí. Na základě vaší osobní zkušenosti můžete nesouhlasit – to je v pořádku. Pokud jde o mě, budu se držet prašných stezek a hledat pumy, nebo nechat stopy na pláži.
Biskup M, Fiolkowski P, Horodyski M. J. 2006 Říjen-Prosinec; 41 (4): 387-392.
Dixon SJ, Collop AC, Batt ME, povrchové účinky na pozemní reakční síly a kinematiku dolních končetin v běhu. Medicína a věda ve sportu a cvičení 2000, 32(11):1919-1926
Ferris D et al. Běh v reálném světě: nastavení tuhosti nohou pro různé povrchy. Proc.R.Soc.Londe.B (1998) 265, 980-994
Whittle M. použití viskoelastických materiálů v botách a vložkách: přehled. Chattanooga, Tennessee www.impacto.ca
Obrzud R. Truty, a. model kalení půdy-praktický průvodce z půdy.PC 100701 report, revidováno 31.01.2012
Jonathan Toker je kanadský elitní běžec a triatlonista. Získal Ph.d. v organické chemii z Scripps Research Institute v roce 2001, a závodil v profesionálních řadách jako triatlonista na 5 let a teď závody stezka. Dr. Kuřáku pracoval jako vědec v biotechnologického průmyslu za 5 let před zahájením jeho unikátní SaltStick Elektrolytu Kapsle a Výdejní sestavy.