所有徑賽項目，包括中長跑，其目標都是以最短的時間去完成一個指定的距離（賽程）；而時間（time）、距離（distance）和速度（speed）的關係見下列公式：

由上面的公式可見，要用最少（最快）的時間去完成指定的距離或賽程，就必須要盡可能提升跑步時的速度。

速度的組合成分

一般所指的「速度」，其實是「平均速度」的意思，所以除非特別聲明，否則往後所說的速度都是指「平均速度」。

速度其實是由「步長」（stride length）和「步頻」（stride frequency）組成，它們之間的關係可以用下列公式表達：

速度 = 步長 × 步頻

步長

在跑步的生物力學研究中，一步（stride）通常是指半個跑的週期（例如，由左腳著地至下一次右腳著地）。假設一個運動員的步長為 2 米，而他的步頻是每秒 3 步，那麼他的速度就是：

步頻

步頻取決於完成一步所需的時間，需時越長，在一指定時間內的步頻越低。

提升速度的方法

假設運動員的體適能狀況已得到改善，如果要提升速度，便可透過增加步長或增加步頻，甚至是兩者同時增加而達成。

例一：

例二：

從例一及例二可見，要有速度上的增長，在提升一項因素（如步頻）的時候，另一項因素（如步長）不能有太大的衰減，否則可能會得不償失。

步長的構成

步長是由後蹬距離、騰空距離、著地後距離三段構成。

Atwater（1981）對 12 名男性 100 米跑運動員（成績由 9.9 秒至 10.4 秒）進行分析，他們後蹬距離、騰空距離、著地後距離（佔步長百分比）的分佈見下表：

影響騰空距離的因素

正如其他投射物（projectile）一樣，影響騰空距離的因素包括：蹬離地面時的初速度、蹬地的角度和空氣阻力。

影響初速度的因素

影響初速度的因素主要為蹬地時地面施加於運動員身上的反作用力，這其實是運動員充分伸展髖、膝、踝關節，向後蹬地用力的成果。

著地時的常犯錯誤

著地時的一個常犯錯誤就是刻意把小腿踢前，以增加步長，其實這會影響到前進速度，因為腳向前踢出的動作在正式著地時會產生向後的反作用力，形成了「制動」（braking）的效果，反而降低了原本向前的速度。

步頻的構成

步頻就是完成一步所需的時間，而完成一步的時間組合可以被分為：接觸地面的時間和騰空時間兩個部分。

根據 Housden（1964）和 Atwater（1981），頂級短跑運動員完成一步的時間比例為：

一些與步長和步頻有關的研究結果

Hoffman（1971）

研究了 56 名男性短跑運動員（最佳時間由 10.0 秒至 11.4 秒）後發現：

• 平均步長與身高和腿長有關。

• 平均步長一般為身高的 1.14 倍，腿長的 2.11 倍。

• 平均步頻與身高或腿長都分別成反比，即身材越高，步頻越低；腿越長，步頻也越低。

• 最高步長為身高的 1.24 倍。

Hoffman（1972）

研究了 23 名女性短跑運動員（最佳時間由 11.0 秒至 12.4 秒）後發現：

• 研究結果與 Hoffman（1971）相似。

• 平均步長一般為身高的 1.15 倍，腿長的 2.16 倍。

Rompotti（1975）

研究了 20 名男大學生和 12名 優秀男性大學生運動員後發現：

• 全速跑步長 = 1.17 x 身高 ± 10 cm。

Atwater（1981）

分兩組研究了 23 名男性短跑運動員（最佳時間由 9.9 秒至 10.4 秒）後發現：

• 其中一組的平均步長為 2.5 米（於 50 米處），即身高的 1.41 倍，腿長的 2.65 倍。

• 另一組的平均步長為 2.34 米（於 60 米處），即身高的 1.31 倍，腿長的 2.47 倍。

• 所得數值高於 Hoffman（1971）及 Rompotti（1975），主要可能是地面（煤渣跑道與塑膠跑道）及運動員能力的分別。

影響速度的因素

除了技術和空氣阻力外，影響跑步時速度的因素還包括：

反應時間

反應時間（reaction time）其實是人腦內資訊處理過程所需的時間，也就是接收到刺激至產生行動前所需的時間。例如，聽到起步槍聲至開始做出起跑動作前所需的時間。

平均速度

在整個跑的路程中，跑的速度都有著或多或少的變化。通常會由靜止加速至正常的步速，然後盡可能保持這個速度，直至最後因為疲勞而出現減速的情況。在中長跑比賽的過程中，速度在途中的起伏會更大。

肌肉纖維種類

人體的骨骼肌內主要分佈著兩類不同的肌肉纖維，白肌肉纖維較能適應速度高和力量大的項目要求，而紅肌肉纖維則較能適應耐力性項目的要求。肌肉內紅肌肉纖維的比例越高，越有利於較長距離項目。一般來說，訓練並不能改變肌肉纖維的種類，但卻可以增進肌肉纖維的各種機能。

訓練

雖然部分影響運動成績的因素是先天決定（如身高、肌肉內的紅白肌肉纖維比例、肺容量、心臟的大小等），但後天的訓練卻可以改善與生俱來的特質，甚至轉弱為強。這也是我們參與跑步訓練的目的。

速度與年齡的關係

根據 Anderson（n.d.），美國北愛荷華州大學（University of Northern Iowa）的 Nancy Hamilton 博士發現，跑步成績和跑姿會隨著年齡的增長而產生戲劇性的變化。雖然許多研究人員都把速度隨著年齡增長而下降的現象歸因於心臟輸出的能力、肌肉質量和肌肉力量的損失等生理因素，但 Hamilton 博士卻將這些現像歸因於跑姿的轉變。

Hamilton 在 1989 年間，共攝錄了 162 名國際級跑步運動員（83 男，79 女）的比賽片段，並將其數碼化後進行力學分析，她把表現較佳和表現較差的運動員進行比較，亦把年齡較大和年齡較小的運動員進行比較，她深信運動員之間表現上的分別主要在於力學上的因素，特別是髖、膝、踝關節的活動幅度。Hamilton 的論據是這些關節的活動幅度會影響到步長與步頻，而增加步長或步頻，甚至是兩者同時進行下，都是跑得更快的先決條件。

就以一個 5000 米跑 18:30 的運動員為例，如果她目前的步頻是 180 步/分鐘，而步長則是 1.5 米，那麼她完成 5000 米共需要跑

5000 米 ÷ 1.5 米/步 ≒ 3334 步

假設該名運動員在體適能上有所改善，而且使到步頻有 1% 的增進，那麼她 5000 米跑的時間便可降低至 18:20 左右。如果步頻保持不變，而步長方面有 1% 的增進，同樣能夠把時間降低至 18:20 左右。如果步頻和步長兩者都同時有 1% 的改善，那麼時間就更可以降低至 18:10 左右。

Hamilton 的研究發現，隨著年齡的增加，步頻的下降並不明顯（80 歲與 35 歲的相差只不過是 4 至 5%）。另一方面，雖然步長在 35 至 55 歲間仍會有些微增長，但自此以後，步長便會逐漸下降（90 歲的比 35 歲的下降了 40%，由每步 2.36 米縮短至 1.42 米）。由此可見，自 40 歲過後，步長會明顯下降。

Hamilton 發現年齡較大的運動員，腳接觸地面的時間較長，這主要是髖和膝等關節的活動幅度下降所致。例如，膝關節在跑步時的活動幅度自 35 歲至 90 歲間竟減少了 33%（從 123 度下降至 95 度），這使到膝關節於腿向前擺動時折疊不足，腳與髖關節的距離變遠，力矩（moment）增大，影響了前擺的速度，也就影響了另一腿及時蹬地用力，把身體前送的速度。此外，髖關節在跑步時的活動幅度比膝關節下降得還要厲害，自 35 歲至 90 歲間減少了 38%，這些都影響了步長。

因此，Hamilton 主張應該改善髖關節的活動幅度，並且加強四頭肌（大腿前方肌肉）的柔軟度，令腿前擺時可以折疊得更好，使到腳能夠貼得更近臀部，減少力矩，加快前擺的速度；而且臀部附近的肌肉亦要加強向後用力，把人體迅速推離地面。此外，腳著地後要避免膝、踝關節的「過分」彎屈，好使盡快從支撐階段過渡至蹬地階段，縮短兩腳與地面接觸的時間。

從以上的結果可見，跑速的決定性因素主要是步長，因為步頻的增長幅度始終有限，而且就算是隨著年齡的增加，步頻的下降亦不致十分明顯；反而步長卻有機會隨著年齡的增加而大幅下降。因此，運動員一方面應發展腿部的力量以加強蹬離地面時的初速度，同時亦要避免把小腿踼前以加長步幅；另一方面，運動員要增進身體，特別是下肢的柔軟度，以加強髖、膝，甚至是踝關節的活動幅度，從而提升或保持速度，後者對年長的運動員來說尤為重要。

	中長跑的特點
	中長跑的技術動作
	中長跑技術的力學分析
	空氣阻力對跑步的影響

1. Anderson, O. (n.d.). Running form: How you can become a better runner without increased fitness - with the right form. Peak Performance (Online). Retrieved 2007-1-24 from http://www.pponline.co.uk/encyc/0122.htm.

2. Atwater, A.E. (1981). Kinematic analysis of sprinting. In J. M. Cooper and B. Haven (Eds.), Proceedings of the Biomechanics Symposium, Indiana University, October 26-28, 1980 (p. 309). Ind: The Indiana State Board of Health.

3. Hay, J. G. (1993). The biomechanics of sports techniques (4th Ed.). Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, Inc.

4. Hoffman, K. (1971). Stature, leg length, and stride frequency. Track Technique, 46, 1463-1469.

5. Hoffman, K. (1972). Stride length and frequency of female sprinters. Track Technique, 23, 301-318.

6. Housden, F. (1964). Mechanical analysis of the running movement. In F. Wilt (Ed.), Run, Run, Run (pp. 240-241). Los Altos, Calif.: Track and Fields News, Inc.

7. Rompotti, K. (1975). A study of stride length in running. In D. Canham and P. Diamond (Eds.). International Track and Field Digest (pp. 249-256). An Arbor, Mich.: Champions on Film.

最後更新日期：2016/08/02