书名: FASTER: Demystifying the Science of Triathlon Speed -
Chapter 5: The Run
作者: Jim Gourley
图文版: https://goo.gl/C5bVgh
先说结论：
1.配速的重要：因为当你累了的时候，你会用更耗能量的方式前进，变成一个恶性循环。
2.有效率的步频在180~190，可以减少垂直力量的浪费、煞车力量、触地时间，以及对身体关节的冲击。
3.减去多余的体重除了减少跑步时一路上的负重，同时也改善身体产热与散热的能力，让你跑得更快。
4.2公尺内跟跑可以有空气力学的优势，风洞测试建议最佳的跟跑距离是1公尺，相较于破风手你的风阻只有他的37%(但只对3:20/km配速以上有明显差异)。
5.轻量与重的跑鞋(+112g)影响约1%的有氧能力(同样是对世界级的跑者而言)。
6.鞋子的缓冲与能量回弹能力每320-480km约衰退3-5%
7.跑步机是比较省力的，要达到与一般跑步的强度要设定为1%坡度以上。
[跑步的机制]
跑步的动作如同一个大质量的物体坐在两只多关节的弹簧推进器上。
双脚的功能包含：
坚实的支撑
弹性的冲击吸收
产生力量的杠杆系统
跑步三阶段：
推进与腾空期：离开地面。
回复期：抬腿并延伸。
冲击与煞车期：当重力带你回到与地面接触，摩擦力阻止你往前动作。
跑步的受力分析：
https://goo.gl/L6mtrj
垂直方向：
第一个垂直力量：推进期时，地球施反作用力，相当于我们腿部下推的力道，对我们的身体加速，给予足够动能让我们短暂的腾空。
第二个垂直力量：当我们落地的时候的反作用力，这股力量相等于重力对我们身体质量所产生的加速力。
平均而言，跑者在施加2.5倍的体重推进离开地面，落地时承受1.6倍体重的冲击。
当跑者每一步踏上地面时，腿部会承受125~300公斤的作用力，这将会对我们的关节有显著的影响。
https://goo.gl/724exJ
水平方向：
如果只对垂直方向施力是无法向前移动的，所以跑步的时候我们必须对水平方向施力－也就是"踢"的动作。
踢腿时，在水平的方向：地面透过摩擦力的机制抵抗我们脚掌向后的移动，这股抵抗前进的摩擦力大概是体重的30%，一般称为煞车的力量，没有这煞车的力量，我们将在落地时滑倒。
[跑步的经济性]
以pogo stick(弹跳杆)分析跑步的经济性
https://youtu.be/obnFR5UL57o?t=8s
往前跳时，弹跳杆的上半部先行，腾空，接着杆子底部往前摆动，落地，弹簧压缩吸收冲击，准备下一次的弹跳前进。
当杆子过于前倾或后倾，我们就会变成脸或是屁股着地，而着地最佳的点，大约在身体重心往地面投影的前方。
以上的动作主要可分为 1.弹簧般的撞击/推进 与 2.钟摆般摇摆：1需要大部分的能量，2相较之下太小，故大部分的研究根本不考虑，因此，跑步时主要的力量发生在垂直方向而不是侧向。科学上告诉我们：跑步主要是靠上下移动胜于往前移动。
[提升跑步效率三要素] (跟Garmin 量测的垂直比例等跑步关键数据相似)
减少垂直移动量：别跳太高，别用力落地。
最佳化步距
减少触地时间：减少花费时间在落地、减速、加速、重新跃起上。
https://goo.gl/RTXH2p
[强壮的肌肉=强壮的弹簧]
想像一颗皮球与一颗黏土同时落地，黏土无法弹起因为材质强度不足-在落地的时候变形；而皮球只有些微的变形。弹簧也是一样的情况，强度越高表示变形越小、回弹越好。
失效的弹簧：观察比赛中末段跑者的姿势：拖着脚步，很长的触地时间，虚弱的推进，勉强跨著步伐，屁股过度上下移动，疲劳的腿无法应付地面的冲击力，导致看起来像是屁股坐着跑。
当你累了的时候，你就会用更耗能量的方式前进，变成一个恶性循环，所以配速很重要。
而任何好的技巧都都必须建立在能让你一整路维持跑步的经济性直到终点。
[最佳化垂直与水平距离]
离地过高与跨步过远都会浪费能量。
科学上的最佳解：缩短步距，保持180-190的步频。可减少垂直力量的浪费、煞车力量、触地时间。
https://goo.gl/N5KC9o
研究指出增快步频的好处(*但没有写出是增快多少%的步频)
触地时间：减少32%
垂直位移：减少76%
弹簧强度(腿部)增加100%
更重要的是，在人体的关节影响的量测研究发现，当步频增加10%，脚踝、膝盖、臀部的冲击力大幅降低。
[人类的体型与跑步经济性]
科学家认为在完成相同的距离下，无论运动员的速度为何，所消耗的能量是一样的。人类的效率约在0.85~1.0 kcal/kg/km。
跑得快消耗较多的能量，但同时跑步的时间也缩短。
根据能量消耗率E=1 kcal/kg/km计算，59kg的肯尼亚人燃烧59kcal，68kg的一般跑者燃烧68kcal；以全马来说会相差378kcal=15%。
E(run) = m^(-0.33)
E(run): 移动1kg的体重1km所需的耗氧量，m=体重
当物体的边长增加2倍，表面积变为4倍，质量却成长到8倍；而动物的重量对骨骼强度比，跑步的能量消耗都跟体型正相关。
人类的跑步效率比地球上其他小生物高，而由于体重的关系，我们所需功耗比大型动物低。
https://goo.gl/zbkaaE
E(vert) = mgh
E(vert): 移动一个垂直距离所需的能量
m=mass, g=gravity, h=vertical distance(height)
E(L)=0.75 J/kg
E(L): 移动一个身体长度所需能量
根据以上代数的计算，跑者必须跃起7.5cm以前进一个身高的距离。
一个训练有素的跑者步距在身高的75-90%，这表示我们所需的最小垂直高度=7.5cm*0.75~0.9。(可当作垂直振幅最佳化的参考)
[跑者的体型与散热]
以3:45min/km 速度比较三种不同体型的跑者(一般跑者耗热多36%但表面积只多了22%)。
https://goo.gl/WZHgar
更严重的是增加速度时，体重较重的相较轻的跑者，产热速度较快。
https://goo.gl/U2Qu6V
同时考虑制造热与散热的速度，在35度高温，湿度60的情况，55kg的跑者可以用6min/mile的配速维持热平衡，但75kg的跑者却在9min/mile的配速就爆了。
https://goo.gl/2a4Lpx
[跟跑的优势]
只在世界级的跑者上较为明显。以3:20 /min的破风手完美配速来说，10km的距离跟跑"理论上"可以省下一分钟。
数学上的模型预测在2公尺内跟跑可以有空气力学的优势，风洞测试建议最佳的跟跑距离是1公尺，相较于破风手你的风阻只有他的37%。以1500公尺的比赛来说：等于4秒的优势。更接近的话风阻的好处会急遽减少，而且会惹毛你的跑友。
并排跑的时候风阻会增加25%，跑者彼此的表面积合并起来会同时对两人增加作用，再次强调，以上都是发生在非常高速的状态，即使以3:45/km的配速来说也不完全适用。
[爬坡]
每增加1%坡度，跑者增加2.6 mL/kg/min的VO2(摄氧量) 或降低0.82k的时速。
https://goo.gl/wfF8Av
爬坡时提早减速避免心跳过高，参考坡度与配速的影响：
[跑鞋的重量与材质]
在膝盖以下每增加一公斤的重量，耗氧会增加5~10%。然而，实验并没有说明负重是放在腿上还是脚掌上，而且一公斤的鞋子并不符合现实。实际上一双重的与超轻量的鞋子比较，可以省下略大于1%的有氧能力。
鞋子的结构与材质同样的重要。
当鞋子失去缓冲能力，最大的落下冲击力明显增加，鞋子的缓冲与能量回弹能力每320-480km约衰退3-5%。
建议将最爱的鞋款做为比赛用(4%?)，平常练习用穿起来舒服的鞋款，经常更换便宜的鞋子来避免受伤，保持良好的训练状态。
[跑步机，越野林道，沙滩不同表面对VO2的影响]
https://goo.gl/L8qFFu
跑步机是比较省力的，要达到与一般跑步的强度至少要设定为1%坡度以上。
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分析个人的两次16k tempo run数据： 配速/步频/步距/垂直震幅/触地时间
100.6s(14.31kmh)/178spm/1.38m/9.7cm/232ms
97.88s(14.71kmh)/181spm/1.40m/9.1cm/230ms
得到=> +1.1% 步频 -6.2%震幅 -0.9%触地时间
但两次的配速不同，所以也可能因果倒置。