弯道跑时人体运动与作用力的相关分析

　　一、引言

　　一个标准田径场是由一个长方形和在它的两端分别加上一个直径与长方形宽度相等的半圆形组成的。因此，凡在 200m 以上的径赛项目，有一半以上距离是在弯道上跑的。有些中长跑运动员在竞赛弯道跑中，多用了几倍或几十倍 0. 1S 的时间，或者说比规定的距离多跑了几十厘米、几米、十几米、乃至数十米，而运动员自己并不知道，甚至连教练员也没有发现，即便发现了也没有重视起来。运动员是怎样多跑了距离呢？ 问题就发生在弯道跑的路线上，导致运动员在训练中的成绩受影响，本文拟就这一问题作一探析。

　　二、提出合理弯道跑技术能减少人体弯道跑距的缘由

　　田径场跑道的设计和计算是与田径规则相适应的，在田径规则中规定，弯道跑全程有画线半径和计算半径之分，画线半径是以田径场的设计半径长度为基本单位所确定的第1 道半径长度，第2 ~8 道的画线半径是第1 道的半径长度 + （分道数 - 1） × 分道宽； 计算半径是以画线半径长度为基本单位，在第一道画线半径长度基础上加 30cm,而在第 2 ~8 道画线半径基础上只加 20cm.目前的标准半圆式 400m 田径场的半径长度为 37·898m 计算，根据圆周长计算公式，得出标准半圆式 400m 田径场的各个分道画线周长与计算周长之差。可知，第 1 道的画线周长与计算周长差距为最大，因而有人提出了只要运动员掌握了能沿着 37·898 + 0·1m 或 37·898 + 0·2m 的半径跑进技术，在规则允许范围内是可以少跑弯道距离的。

　　显然，从纯理论角度讲，上述提法是"有根有据"的； 对减少人体弯道跑进距的推断，在形式逻辑范围内，也是"理所当然"的。但是，人体是一个有特殊生物形态结构的物种，而标准式半圆田径场的设计规则并非没有考虑到这些因素。

　　三、弯道跑时人体运动与作用力的相关分析

　　为了更好地认识弯道跑的运动状态，首先对直道跑情况进行分析。人体在直道跑时受到力的作用有： 重力作用 G,支撑反作用力 N,支撑脚的静摩擦力 F1 以及运动时的空气阻力 F2 这些力作用于人体产生一个合力 F合，根据牛顿第二定律，当 F 合 > 0 时，人体做加速运动； 当 F 合 = 0 时，人体做匀速运动； 而当 F 合 <0 时，人体就做减速运动。人体在直道跑时，运动的方向和力的方向基本一致，仅仅是力的大小发生变化，那么运动速度将发生变化，做相应的匀加、匀速、匀减速运动，但运动轨迹依然保持直线。

　　由此可见，要使人体从直线跑改变为弯道跑不在于改变力的大小，而在于改变人的身体姿势，以改变受力方向，使人体获得做弯道跑所需要的向心力。当人体进行弯道跑时，由于身体向内道倾斜，此时的重力和支撑反作用力的方向发生改变，于是这两个力产生了一个方向指向圆心的合力，也就是我们通常说的向心力 F 向。而向心力的产生，正是为了克服人体运动的惯性，改变运动的方向，使弯道跑正常进行。

　　从上面的分析可知，离心现象的本质，其实就是运动惯性，即运动生物力学所说的"离心惯性力",在分道跑竞赛时，由于道次的不同造成了运动半径的不同，那么向心力的大小会有什么变化呢？ 决定不同道次向心力大小不同的可变化因素就是弯道半径 R,随着道次的改变向心力大小随之发生变化，而且越往外道所需要的向心力就越小，所以不同道次所需向心力的大小是不同的。向心力是依靠运动员改变身体运动姿势而获得，其大小与与身体姿势改变的幅度成相应的正比关系，其方向和运动员即时速度方向是垂直的（指向圆心） .

　　运动员在进行弯道跑的时候，为了克服运动惯性必须改变原有运动姿势，那么姿势的改变是否会对运动成绩带来影响呢？ 优秀运动员在弯道上的 100m 成绩一般比直道 100m 成绩要慢 0. 2 ~0.3 秒，可见，弯道跑对运动成绩的影响还是比较大的。

　　四、同组运动员不同道次运动成绩的相关实验分析

　　笔者选取了 10 名有一定训练水平的从事 100m、200m 和 400m 跑的国家二级运动员进行了试验。试验方法： 相同的客观条件下（包括天气、风向、温度、准备活动等） ,选择 1、4、8 道作为弯道测试道次，每个运动员每一单元的测试中，在 1、4、8 道中选定一道次，尽最大能力完成一个 100m 弯道跑（行进间跑进，弯道距离测试前量定） ,测试分九个单元进行，每人每道次完成三次有效测试数据，共计 90 个数据。然后，对收集的 3 组 90 个成绩数据进行数理统计分析，具体如表 1.

　　由于测试是在尽可能相同的客观情况下进行的，而且测试对象具有一定的训练水平，所以，测试的可靠性比较高，测试结果有一定科学性。从试验的结果可以看出，在所选 3 个道次进行的测试中，运动成绩并无显着性的差异。但从平均成绩上看，第 8 道的成绩是最好的，其次是第 4 道，虽然差别不是太大，但有越偏外的道次成绩越好的趋势。在对运动员进行"你在比赛中会选择哪一道次？"随机调查时发现，在这 10 名运动员中有 8 人选择第 4 道，有 2 人选择了第 1 道，而没有一个人选择第 8 道，这说明不论成绩如何，结果怎么样，运动员在心理上是倾向于中间道次的。

　　四、结论

　　1. 弯道跑时，运动员既要尽量贴近内突沿跑进，又要想办法克服离心力的阻力，维持身体平衡。这是一对矛盾，运动员要适应弯道跑，必须改变跑的身体姿势和后蹬摆动的方向，讲究弯道跑技巧。

　　2. 在弯道跑时，身体应向圆心方向倾斜，后蹬时，右腿前脚掌内侧用力，左腿前脚掌外侧用力。大腿前摆时，右腿的膝关节稍向内，同时摆动的幅度比左腿大，左腿前摆时应稍向外。右臂摆动的幅度大于左臂，前摆时稍向前方，后摆时右肘关节偏外，左臂稍离躯干做前后摆动，弯道跑时的蹬地与摆动都应与身体向圆心方向倾斜一致。否则，就会破坏弯道跑技术，多跑距离。

　　五、建议

　　从运动生物力学的分析可以得出结论： 运动员在由直道过渡到弯道跑过程中，为了克服运动惯性，必须通过运动姿势的改变获得一定的向心力，向心力的大小随着弯道半径的加大而减小； 而且由于运动姿势的改变，从而对运动速度产生一定的影响，弯道跑的速度明显慢于直道跑的速度。教练员和运动员在进行弯道跑训练时，应注意技术动作改进和完善，寻找步频和步幅的最佳组合模式。

　　参考文献：
　　[1]孙树勋。 掌握好弯道跑技术对提高成绩的意义[J]. 成都体育学院学报，1987,（02） .
　　[2]徐忠。 从弯道计算方法谈弯道跑技术[J]. 湖北体育科技，2001,（06） .
　　[3]运动训练学教材编写组。 运动训练学[M]. 北京： 人民体育出版社，1998.
　　[4]骆官平。 合理弯道跑技术与人体跑步距离的关系[J]. 四川体育科学，2000,（12） :4.