跑步时为什么脚后跟不能先着地？

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——关于跑步膝的力学分析

文/李其林 第四期百人百天6班成员

论世贸中心的倒掉

世贸中心两栋塔楼分别高415米和417米，各110层楼，767客机撞进了一栋塔楼的80到90层的部位，另一栋塔楼被拦腰截断。

飞机撞击约100分钟后15秒内垂直塌陷下来，在自己的边界范围内，周边的建筑结构没有受到影响。

对于这个事件的分析，我们一般会认为是飞机燃油爆炸，或者飞机撞击造成的，从结构受力分析的角度来说，不是这样。如果是爆炸造成的，应该只有大厦受撞击的上部受到影响，下部依然屹立不倒。如果是飞机撞击造成的，那么大厦应该侧向倒塌，该把周边某一方向四百多米长的范围内的建筑全部破坏掉。事实上不是这样，最终建筑垂直塌陷下来，塌陷在世贸大厦自身的边界内。

这是什么原因呢？

如何用跑步的方式弄断一块木板

我们来想象一下，在地上放两排砖头，砖头上搁一块木板，你慢慢地站在木板上，木板完全能承受你的重量，假设你体重100斤；现在我们换一种方式，你站在距离木板一米高的地方，然后跳到木板上，木板断了，你还是100斤。同样是100斤的人，用不同的方式把力施加给木板，一次没断，一次断了。原因何在？

在建筑力学里，你慢慢地站在木板上去，这叫静力，木板承受的就是你体重100斤，当你跳到木板上，这叫动力，生活中我们叫冲击力，这时候木板之所以断了就说明木板承受的力不止100斤，根据高度不同，有可能上千斤甚至更大。

所以受力大小不仅仅跟重量有关，与力的施加方式关系更大，动力有远远超过静力的影响效果。

我们再来看世贸大厦的塌陷问题，飞机高15.8 米，撞进大厦造成一个最少15.8 米高的洞，再加上燃烧爆炸形成一个更大的洞，爆炸燃烧持续100分钟后， 90层以上的部位没有承载力了，相当于顶上20层向下最少跳下来15.8米，形成一个巨大的冲击力，从而把整栋大楼压垮下来。所以世贸大厦最终倒掉的原因是冲击力造成的。

如何有效弄伤你的膝盖

我们通过世贸大厦倒塌这么一个恐怖的事例，来分析跑步时着地的姿势问题。

跑步着地姿势有三种：前脚掌着地，全脚掌着地，脚后跟着地，如下图：

前脚掌着地

全脚掌着地

后脚跟着地

这样的三种分法其实是一个静态的观察过程，由于足弓的存在，我们的脚掌不可能是一个平面，而是向上弓起的一个弧面，动态地看，我们是不存在全脚掌着地这种情况的，也就是说，脚接触地面的一瞬间，要不是脚弓前面接触地面，即前脚掌着地，要不就是脚弓的后面即脚跟着地。来看下面的图，三个运动员，前两个脚跟着地，后一个前脚掌着地。

从上面的图中，你有没有发现前两个人的小腿和大腿很圆润，而第三位的小腿和大腿肌肉是紧绷的，为什么呢？我们的身体结构跟建筑上的钢筋混凝土非常类似，混凝土受拉力的性能非常差，而受压力的性能很好，因此需要加入钢筋来承受拉力。我们的骨骼跟混凝土本质上是一样的，主要受压力，而肌肉就像橡皮筋，只能受拉力。上面的图表明，当你后脚跟着地的时候，肌肉受力很小，地面的冲击力全部被骨头承受了，而骨头中最弱的是关节，知道你的膝盖为什么中箭了吧？

脚后跟先着地，肌肉受力小，骨头受力大，莫非你还想通过长跑来锻炼骨头而不是肌肉？

突然发现自己跑了这么多年，居然落地姿势是错的，是不是有一种没知识真可怕的感觉？不要紧，下面一张图安慰你。左图是世界马拉松冠军，来自肯尼亚的马卡乌，全马跑进2小时3分钟，前脚掌着地，膝盖受力仅仅体重的1.6倍，受力93千克。右图是日本的马拉松冠军，全马跑进2小时8分钟，后脚掌着地，膝盖受力是身体的2.2倍，受力132千克，每一步跨出去，膝盖受到的力是马卡乌的1.42倍，重复4万多次，你愿意吗？连顶尖选手都有这么致命的错误，你有点动作不规范太正常了。

有人问我，前脚掌先着地，速度怎么上得来？我的答案是，当你发现大神们全马跑进2小时3分钟，而自己半马都达不到这个速度，还追求速度有意义吗？长跑对于我这样的业余爱好者来说，仅仅是爱好，不要把速度当回事，把坚持得久当回事，把用正确的姿势从而不受伤当回事，才是更有意义的事！

写这么多，花了一个整上午，希望跑步的你关注你的脚落地的方式，因为大部分人其实根本没有关注过落地方式这个问题，只关注膝盖痛如何治疗的问题，那是治标不治本。

我这里相当于关于跑步的力学科普，如果分析不够清晰，大家可以参考视频

【NHK】马拉松最强军团-挑战耐力的极限(点击阅读原文观看)

老虎闲谈

我前几天去学了一个姿势跑步法的教练课程，传授的主要理念也是前脚掌先着地，老虎试着跑了几天，一开始感觉很别扭，而且跑着跑着就容易回到脚后跟落地的方式。教练也说过，这是一个不算短的纠正过程，不能心急，一旦发现姿势变形就要进行休整。我确实也照着他说的做了，并且感觉做得还不错，不紧不慢的跑了一个月后，碰上了烟台马拉松。

然后就悲剧了，基本上我用前脚掌跑了30多公里以后，右脚脚弓就开始疼痛，38公里左右，髂胫束综合症也来。要知道，跑步三年，除了得过短暂的足底筋膜炎，我在跑步方面还真没有别的伤痛。现在倒好，只能在家窝着，心急也没办法。

就是想通过我的例子给大家提个醒，前脚掌着地固然没错，练好了确实也是省时省力，但在改变跑步姿势的过程中，一定要循序渐进，不能操之过急。把自己当成一个新手，压制住冲动的体能。