因为地面被拉到跑步者的下方,在跑步机上跑步比在户外跑步容易吗?


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我知道光滑的地面和无风的阻力使操作起来更加轻松。但是,将地面拉到您下方也会使其变得更容易吗?


4
在Physics.SE上也有介绍:在山上跑步和在倾斜跑步机上跑步有什么区别?,尽管我认为Dave Liepmann的回答中的研究更具权威性(或似乎并非如此)。
dmckee ---前主持人小猫,

您是否有理由问哪个更容易?我很好奇听到与运动有关的意图。
马特·陈

我们正在讨论跑步机,并尝试列出其缺点。有人提到这个。我知道拉扯地面会导致不同的步态,这很糟糕,但是我想知道它是否使跑步/行走变得更轻松。如果您大量使用跑步机,则应了解此详细信息。这就是意图...谢谢(顺便说一句,您可以在这里对几乎一半的问题问同样的(您的)问题)
spinodal 2012年

Answers:


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尽管我倾向于在分歧持续存在的论据中看到价值,但科学似乎分歧很大。

更新第一篇:尽管物理上的“参考系”解决方案很有用,但我暂时确信,皮带旋转机构所产生的能量会大大改变系统,从而使跑步机的运行与地面运动完全不同,生物力学,本体感觉以及惯性参考系。当我在地面上跑步时,我的脚落在相对于我的身体移动的表面上,但是除非我施加力量,否则它不会继续以该速度移动。在跑步机上并非如此。我们通过增加皮带而不是巨大的地球来增加外部力量和动量。

穿越太空与摆动腿

RunnersWorld的这篇文章对有关陆上生物和跑步机生物力学之间差异的一些文献进行了高级综述。

基于证据的健身的布莱恩·钟(Bryan Chung)很好地反对了跑步机跑步类似于地面穿越跑步的观点。不幸的是,正如我记得的那样,自从他改用Facebook评论以来,评论中有些澄清点不再可见。

当您在地面上行走时,脚后跟会撞击地面,并且您的体重会移到脚上。您的身体越过您的脚,然后在您的另一只脚在您前方的位置进行撞击时,您后方的脚向后移。跑步机/行走与地面跑步/行走之间的最大区别是,身体在地面上时脚与脚的相对位置。在跑步机上,脚跟撞击皮带,脚在身后移动。当您的脚从身后被辅助离开地面时,您用另一只脚踩踏跑步机皮带。

听起来几乎一样,不是吗?但是,在地面行走中,您的身体重物正在脚上移动。在跑步机上行走时,皮带会为您完成所有运动。您没有在推动体重;皮带推动你的脚。

研究调查

正如Chung所指出的,该主题还有很多生物力学分析。

Lee和Hidler认为跑步机适合治疗用途,但发现肌肉差异。与Chung的观点相反,Elliot,Pyke,Roberts和Morton(PDF)发现步态没有差异。但是,他们没有对能耗进行任何分析,并且要小心地指出,他们的研究仅是针对次最大的运行力学。Parvataneni和Krishnaji发现,老年人(包括中风患者)在跑步机上的能量消耗更大。他们还发现,与其他人一样,进行地面行走需要更多的稳定工作,以对抗不对称现象。奥尔顿,波德,卡普兰,莫里西发现步态属性有显着差异。(他们的研究仅限于步行。)

我希望关于是否存在差异的分歧是由于步态力学和/或所用受试者的定义不同引起的。因此,我很想从这些研究中得出的任何结论。

更新第二篇:Chung博士对旧文章进行了一系列研究,对他的帖子进行了友好的更新:

Baur1,Hirschmüller,Müller,Gollhofer,Mayer

因此,在对运动进行神经肌肉控制的研究中,必须考虑跑步和跑步之间肌肉活动的差异。

我特别赞赏Frishberg在这项研究中所采用的方法论(alas仅从摘要中收集):

五个大学生短跑运动员自愿在地面和跑步机上跑100码短跑。在跑步机上至少进行了10次训练后,对受试者进行了拍摄...冲刺100码,并在18毫米的恢复期内收集了呼出的呼吸气体。

地面条件下的氧含量...比跑步机的运行条件大36%....不管个人的跑步方式如何,跑步机和地面条件之间的主要生物力学差异都发生在支撑阶段,并且观察到支撑腿。在跑步机上跑步时,下肢的支撑腿在接触时较少直立...并且通过较大的运动范围移动...具有更快的总体角速度...。下肢的大腿较直立数据表明,运动的跑步机皮带通过在跑步的支撑阶段将支撑腿放回身体下方,从而降低了跑步者的能量需求。

我还比较震惊地发现了比较短跑冲刺的固有问题,在这种情况下,跑步者确定最大速度是跑步者冲刺的最大速度,而跑步机冲刺是由控制皮带的机器决定速度的。

相反,由Bassett,David R. Jr.,Giese,Nagle,Ward,Raab和Balke进行的这项研究试图研究同一事物,我认为其方法论存在严重缺陷。还有一项关于步行的研究,它确切地说明了如果人们允许安全带为他们移动脚,人们会期望什么:

尽管两种形式的运动的垂直反作用力的模式几乎相同,但在选定的力大小上却存在细微但明显的差异。在跑步机上收集的运动数据的解释应考虑到,站立和站立期间的力可能不同于受试者在地面上行走时的力。

这听起来对我来说(尽管我可能是错的),就像在每一步的后期一样,允许脚抬起而不是继续踩在地面上。

MovNat风格的视角

当您出门在外时(免费!),您花钱买里面的液晶显示器时,到底在里面做什么呢?看到美丽的地方,攀登岩石,以及像人类一样疲倦了数千年的疲惫!加!“不要进行像步行这样的完美活动,而要在跑步机上进行锻炼来使其吸吮。” (引自YouTube上的“锻炼总结”

除非您有特定的理由使用跑步机-您正从受伤中恢复过来,否则您将生活在南极洲,而且正在为进行室内奥运会训练-与在室外跑步相比,运动学和生物力学可能微不足道。更重要的是,您应该发现它在美学上令人反感。例如,力量和体能训练教练Keegan Smith对有类似问题的人做出了这样的回应。用“跑步机”代替“椭圆机”不会造成任何损失:

你在跟我开玩笑吗?[椭圆]!您拥有一台比最伟大的跑车先进得多的机器。我们是动物王国中敏捷度最高的连锁店,您想在椭圆机上花费一些时间!重新获得青春!在您的运动时间里玩一些乐趣并学习新技能。


2
对最后一段进行了精心研究的答案@Dave和+1:摆脱困境!
Ivo Flipse'2

您说:“当我在地面上跑步时,我的脚落在相对于我的身体移动的表面上,但是除非我施加力,否则它不会继续以该速度移动。这在跑步机上是不正确的。 ” 但是,这在跑步机上正确的。如果停止向跑步机施加力,它将停止相对于您的身体移动。您最终会停在跑步机皮带上,因为它会将您拉离机器背面。

1
在跑步机上跑步和在户外跑步之间有显着差异,但没有一个仅仅是因为“地面被拉到您的下方”。

2
我不是在说静止不动,而是在让我的腿在躯干下移动,以便躯干保持在原位,而无需花费任何精力,除非需要将腿拉到我面前。
Dave Liepmann

如果我们忽略诸如空气阻力之类的东西,那么让您的腿向后移动,使您的躯干保持在移动的跑步机上静止不动,就相当于让您的腿保持在适当的位置,以便您的躯干在固定地面上继续前进。牛顿定律说,任何物体都倾向于以恒定的速度和方向继续运动-速度是零还是10mph都无关紧要。
bdsl 2015年

5

不会。皮带“被拉到跑步者下方”不是一个因素。正如前面的答案和评论中所述,没有特权参照系,因此基于与皮带一起移动的坐标系来分析跑步机系统与基于坐标系来分析地上行驶一样有效固定在地球上。这两个系统在机械上是等效的(如果地面恰好与跑步机的材质相同)。这是早在(1980)的文献中就建立的,此后一直没有受到挑战。

地上运动与跑步机运动的生物力学的一些基本方面

只要皮带速度是恒定的,相对于固定坐标系的地面运动,就没有机械差异。因此,运动模式中发现的所有差异都必须源于机械原因以外的其他原因。


好吧拍摄...希望我几个月前见过!为了评论中的对话,我将留下我的答案。
Chaz 2.0 2012年

可以肯定的是:)有趣的是,我们使用常识提出了各种各样的解释。

“只要皮带速度恒定”。如果我听过那是一头球形母牛。在恒定速度的跑步机上跑步(特别是短跑)似乎至少与在地面上跑步时确定自己的速度有些不同。
戴夫·利普曼

+1,虽然这是建立的。1600,而不是1980年
Ben Crowell

@DaveLiepmann我认为没有人会否认在跑步机上跑步不同于在陆地上跑步,但引言与回答有关皮带运动是否更容易的问题有关。
bdsl 2015年

2

在跑步机上跑步与在室外跑步之间的易用性还有另一个因素需要考虑,它如何影响您的心理。我发现在跑步机上跑步要困难得多,因为与在户外跑步时遇到的各种感觉输入相比,它令人难以置信的单调。提到的MovNat参考文献进一步扩展了这一点。同样要记住,与城市中每一步的完全相同运动相比,即使城市中很小的地形变化也可以提供更多的物理变化(纹理,坡度,外倾角等,以及由此产生的轻微的肌肉补偿性差异)。跑步机。根据您的需要,无需先操作外部控件就可以改变运动的能力,这在物理上还有一个额外的差异。除非天气恶劣到外面跑,


+1为无聊因素。出于相同的原因,我避免进行冗长的锻炼。
James Sneeringer 2012年

2

编辑:请参阅其他答案,以了解为什么我更改了职位。忽略以下内容。

我不同意其他答案。皮带从撞击的那一刻起拉紧您的脚,直到您再次抬起脚,减少了绳肌所做的工作。

一种建议是将跑步机上的倾斜度调整为4%,以调整视差。

总之,是的


1
在跑步机上,“皮带拉紧你的脚”与在街上跑步时,“带动你的动力使你向前”相同。这个答案是不正确的。

2
没有特权参考框架。您正在相对于皮带在跑步机上向前移动身体。这与在公路行驶时将身体向前移动到地面上方没有什么不同。皮带不会移动你的腿。你移动你的腿。如果不这样做,您将停止相对于皮带运动,然后离开跑步机的后部。考虑一下非常长的跑步机。像一英里长。如果您什么都不做,就会向后移动。您必须做一些工作才能相对于跑步机前进。您需要以相同的相对速度在地面上移动相同的工作。

2
弗里兹(Friz),另一个最低点。毫无疑问,我在数英里长的跑步机上的位置将发生变化,因为我的推进力将不等于跑步机的运动。同样,在跑步机上冲刺比实际全力冲刺更能“使自己适应皮带的速度”。我认为这些意义重大。
Dave Liepmann

2
@戴夫:如果您试图让皮带拉动您的脚,您将开始在健身房的框架中向后移动,最终导致机器掉落。在实际运行中,让地面向后拉脚会使您减速。在理想的PhysicsLand(tm)中,它们是相同的。当我们在Physics.SE上这个话题时,我猜到了风阻和大多数室外表面的不平整是差异的根源。
dmckee ---前主持人小猫,

3
我认为你们都误以为人体是一个单一的质量点,而不是由肌肉带动的复杂骨骼系统。对我来说,唯一有说服力的证据是测量运动关节运动,肌电图肌激活和耗氧量,并比较两种跑步类型。我们在这里所做的只是推测
Ivo Flipse'2

2

像大多数事物一样,是与否,其中一些是个人的。就个人而言,我发现外面跑步对身体而言更具挑战性。正如您的问题所指出的,部分原因是跑步机确实会产生“拉力”效果,尽管我怀疑其中的大部分差异是您的肌肉不断适应的基本地形变化,并且通常是很小的变化。我的经验是,在跑步机上,我可以达到比户外快得多的英里时间(就我自己的健康水平而言)。但是,另一方面,跑步机不仅会拉扯您的脚,而且还会拉扯您的脚。它们也迫使您比一般的自行奔跑更快。


1

跑步机比较容易,但是区别不大(除非下雨,下雪或外面很热),这可能就是friz的意思。

跑步机上的某人可以通过加快速度并挂在铁轨上,让电动机拉动腿来轻易作弊。但这就是作弊。当您在地面上行走时,您无法真正作弊。

您并不是在物理上移动身体的质量,但是移动腿部和手臂的运动仍将导致您的心律增加和卡路里燃烧。

“走在野外”(即在地面上)行走会消耗更多的卡路里,这是因为移动重物需要额外的工作...但是鉴于跑步机用途广泛,因此在宏伟的设计方案中应忽略不计。


如果您在平坦的地面上以稳定的速度移动,则无需“进行重物移动”。任何质量的速度自然都会以相同的速度继续。能量会吸收到您的腿中,并随着腿的运动而转化为热量,但这同样适用于跑步机或固定地面。
bdsl 2015年
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