数据显示,极地用户通常步行一小时,在此期间行走4.5公里。数学很简单:平均步行速度是每小时4.5公里。但这是巧合还是有生物学上的解释来解释为什么我们倾向于以这样的速度行走?
为了理解步行背后的科学,让我们来思考一下竞走者。
你可能已经在电视上看过多次了。精疲力竭,精疲力竭,几乎不能再走一步,优秀竞走运动员一到达终点线就会崩溃。这些超级运动员可以走得比我们许多人都快,在短短四小时内完成50公里,但在这样做的同时,他们似乎消耗了所有的精力。
相比之下,马拉松选手跑相似的距离要快得多。尽管传说中的42k比赛是如此激烈和不可原谅,但马拉松选手似乎总有一些精力去进行最后的冲刺。想想埃利乌德·基普乔格,他在不到两小时的时间里完成了一场马拉松比赛。他满脸笑容,看上去很强壮。见鬼,一些马拉松运动员甚至可能在终点线前做俯卧撑。
那么,为什么竞走运动员会崩溃而马拉松运动员不会呢?走路比跑步容易。还是这样?
事实是,竞走者完成50公里后,所做的工作不会比马拉松运动员多20%。相反,以尽可能快的速度步行50公里所需的工作量和精力几乎是马拉松的两倍,尽管距离仅比马拉松长8公里。
等一下!马拉松选手以平均20公里/小时的速度跑完全程,而竞走选手的速度仅为14公里/小时。那么,为什么竞走选手会消耗更多的能量呢?
关键不在于运动员消耗能量的速度。当然,马拉松运动员每单位时间消耗的燃料更多——这就是他们跑得更快的原因。但是,与此同时,马拉松运动员每单位行程消耗的燃料更少。这是通过运输成本来衡量的。
运输成本表示一个人每行驶公里每千克体重消耗的能量,单位为卡路里或焦耳。在跑步中,运输成本与速度的关系大致是一条直线。这意味着,无论你跑得有多快,你每公里每公斤体重都要消耗1千卡。
步行是另一种情况。当我们步行时,交通成本形成一条U形曲线。人类从步行转向跑步的过渡点平均速度约为7 km/h。此时,跑步比步行更经济。这就是为什么当我们走得很快时——例如,为了赶上公共汽车,我们可能会不假思索地开始跑步。
人类从步行转向跑步的过渡点平均速度约为7 km/h。此时,跑步比步行更经济。
竞走是一项特殊的运动,因为尽管运动员天生就有跑步的冲动,但他们不得不以超过7公里/小时的速度行走。因此,他们每行驶一段距离消耗的能量比跑步时多50%。
这就是为什么精英竞走运动员在50公里的比赛中消耗的能量几乎是马拉松运动员的两倍。马拉松距离已经足以消耗一个人肌肉和肝脏中储存的大部分能量。竞走将这一点发挥到了极致。在越过终点线后,竞走者的肌肉和思维都耗尽了能量和意志力,以至于他们几乎不可能继续走下去。
我们大多数人都不是竞走者。然而,我们——我们的身体——本能地知道什么时候该跑步,什么时候该走路。但身体是如何得出这个结论的呢?这一点我们可能还不完全清楚,但我们知道的是,对于我们的身体来说,当速度超过7公里/小时时,跑步比步行更经济。身体选择步行或开始跑步取决于哪种活动更经济。
多年来,生物力学研究人员一直在使用超声波探头观察我们运动时的肌肉内部。研究表明,小腿肌肉的收缩速度随着我们步行速度的增加而增加。这是件好事,但只是在一定程度上。肌肉不想收缩得太快或太慢——它们希望以中速收缩,以确保以经济的方式供电。
当走路时肌肉收缩速度变得太快时,我们就开始跑步。此时——步行到跑步的过渡点——长而有弹性的跟腱帮助小腿肌肉将收缩速度和长度降低到接近最佳范围。这时,身体才知道跑步比快走需要更少的体力。
步行可以而且是一种非常有效的运动。即使你恰好达到了步行交通成本曲线的最小值,与跑步相比,你每走一段距离所消耗的能量将接近80%。如果你再用力一点,你会消耗更多的能量,从步行锻炼中获得更多的能量。
让我们回到极地用户的平均步行速度。它往往是4.5公里/小时,或2.8英里/小时。这种速度与U形步行交通成本曲线的最小值一致。因此,这意味着我们选择以最经济的速度行走——即每走一段距离消耗最少能量的速度。
这个解释也帮助我们理解为什么步行是一种非常有效的运动。首先,即使你恰好达到了步行交通成本曲线的最小值,与跑步相比,你每走一段距离消耗的能量将接近80%。其次,步行对肌肉的压力较小,因此,你可以在更长时间内保持步行速度,并进行更长时间的锻炼。
一旦你了解了步行背后的科学,就很容易理解它的好处。步行会消耗大量的能量,而且不会因为高强度的运动而导致肌肉紧张。要想从步行中获得更多能量,你只需要通过超越舒适的速度和努力来增加能量消耗。以下是实现这种效果的三种方法:
上坡和下坡——正坡会增加你的能量消耗,负坡会让你的肌肉做一些古怪的工作,增强力量。
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请注意,Polar博客文章中提供的信息不能取代卫生专业人士的个人建议。在开始新的健身计划之前,请咨询你的医生。