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运动鞋的秘密
时间:2016-2-29 8:50:21        作者:赵致真        来源:学习周报

  飞人乔丹的“气垫鞋”,刘易斯的“陶瓷钉鞋”,琼斯的“水晶鞋”,约翰逊的“金缕鞋”,刘翔的“红色魔鞋”,运动鞋的历史,处处留下时代科学的脚印。

  26块骨头,33个关节,20块肌肉,100多条韧带,数以千计的神经末梢和血管……人的脚是艺术和工程学的杰作。打从人类祖先直立行走起,我们便把体重全部交给了双脚,让它承受着比四肢动物成倍的负荷。

  运动鞋虽然琳琅满目,但基本原理是大致相通的。它的首要功能是吸收来自地面的震荡。当人的奔跑速度达到每秒6米时,脚掌承受的负荷约为体重的4倍,跳高跳远时增大为7倍,强烈的震荡会传到脚踝、膝部、髋部以至脊柱和大脑。人类脚跟的脂肪垫和天然的“弹簧系统”脚弓有效抵御着这种伤害。现代运动鞋将一种具有很高“受压顺从性能”的材料放置在鞋后跟,让它通过自身最大的变形量吸收冲击动能。还有些运动鞋在鞋底内放置橡胶立柱和气垫,起到如汽车底盘减震弹簧的作用。

  根据测试,跑鞋重量每增加100克,运动员的体能消耗将增加1%。美国短跑名将刘易斯打破百米世界纪录时的跑鞋只有115克重;“田坛阿甘”迈克尔·约翰逊的“金缕鞋”重量仅116克;玛丽安·琼斯的“水晶鞋”则只有99克;加拿大“黑豹”贝利的跑鞋被形容为“带钉的袜子”。

  人们不免生出疑问,为什么有些运动员竞赛中脖子上可以挂着沉甸甸的金项链,却对鞋子的重量如此锱铢必较呢?看看百米跑道上那些快速翻飞的双脚就会发现,每个运动员的后跟都几乎触及到了臀部,折叠起小腿能缩短以髋关节为轴的转动半径,从而减小转动惯量,增加转动的角速度。而双脚处在小腿绕膝关节和髋关节旋转半径的最远端,因此鞋子重量些微的减轻,都会带来腿部转动惯量明显的减小。这对于以每秒20米速度交替画着弧线的双脚无疑是莫大的“减负”。

  (摘自《人民日报》)

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