2012年9月16日 星期日

在芬蘭獨騎兩個月所領悟的踩踏技術

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跑步有林萱萱陪我跑;她也幾乎都會陪我到租屋處附近的海灘練泳。唯有練車只能獨自一人……兩個月來,數千公里的騎乘都是自己一人獨騎,沒有人聊天,沒有音樂也沒有生活與工作的事必須煩惱,所以反而更專心思考踩踏技術的事。
踩踏力矩,摘自《鐵人三項》頁100_thumb[2]
【圖】上圖表示自行車選手以平均功率持續踩踏一個小時,各個角度所產生的平均力矩。從實驗中的數據圖我們可以發現,在180度以後(也就是踏板踩到底時),施加於踏板上的力矩幾乎等於零,但卻沒到負力矩的地步(力矩的方向一直都是朝向下方),那表示優秀自行車手在上抬時並沒有輸出能驅動雙輪的力矩。(圖/文摘自《鐵人三項》,頁100)
尤其是針對「既然從下死點拉起來對驅動雙輪沒有幫助,那車鞋的功用在哪?」的問題徹底分析一番。
車鞋的功用除了固定施力點,不讓膝蓋與踝關節在踩踏時左右移動,造成運動傷害外,也讓踩踏時能夠在5點鐘方向拉起(卡鞋能辦到,沒穿不行),但說得更精確一點,「卡鞋最重要的功能是把經過下死點的踏板與屈柄本身的重量拉起來」。拉起來所花的力氣除了必須用來支付踏版、屈柄之外,還有腿部本身的重量。

領悟新的踩踏心法

當右邊踏版經過下死點時,表示另一邊的踏板在上死點,而上死點的踏板幾乎是「沒有力臂」來踩出有效的力矩,所以左腳在上死點時「還不要花力氣下踩」--因為沒有力臂所以此時過度用力只是浪費力氣,要靠右腿把右踏板流暢地拉起,拉起的力量雖然對前進沒有幫助(見上圖即可知在下死點時力矩接近於零,所以拉起的力量並非拿來推進),但這股力量是用來拉起自己的腿與卡鞋的重量,以及最重要的「踏板和屈柄的重量」,如此左邊的腳就能很順地經過上死點,來到能產生最大力矩的三點鐘方向。
一經過十二點鐘方向的上死點時,腳只要放鬆,腿部本身的重量就會自己掉下來。所以重點來了:當這個技巧練得好,高迴轉速的效益就可以發揮到最高。為什麼呢?
注意了:
試想在同樣坡度的直線道路上騎乘,無風,且維持同樣時速,第一次練習重齒比至轉速踩踏,第二次練習輕齒比維持較高轉速,如果功率輸出都一樣,哪一次會比較省「腿部本身的力」呢?答案是後者比較省力(在具有優秀踩踏技術的情況下)。雖然速度一樣,又無風,所以需要的功率也一樣。雖然功率一樣,但高迴轉數時,每一次腳從上死點踩下去都是「用腿部本身的重量讓它掉下去」來驅動雙輪,腿部本身並不用力,但前者重踩時,雖然迴轉數低,但「齒盤過重」,每一次下踩時的阻力「超過腿部本身重量所能驅動的力」,所以反而要動用到更多比例的身體體重,使得股四頭肌和臀部在下踩時要使力(使用腿部本身重量以外的力)。因此轉速的高低雖然受限於不同選手的才能與在年輕時訓練的經歷,但在自己極限範圍內,其實可藉由訓練髖屈肌的速耐力來提升上拉的能力,藉此提高轉速,就能讓選手更大比例「應用大腿本身的重量來下踩」。重點就是:如果上述描述從下死點提起的技術練得好,迴轉數提高到某種程度後,「大腿與臀部是不用刻意施力,只用腿部本身的重量就能下壓踏板」。且有這種踩踏的概念後,現在這種速度/風阻/坡度該用哪種轉速最省力,就要靠每位車手的經驗,才能找出每個路段最省力的齒比--依每位選手的單腿腿部重量而定。

什麼是踩踏功率?

在上述圖中的Y軸為「所產生的力矩」,單位是「牛頓」。「牛頓」是力(Force,簡稱F)的單位,「瓦特」(俗稱瓦數)是功率(Power,簡稱P)的單位。
「功率」(P)即是單位時間下所做的「功」(W)。在力學中,在某物體上力所做的功由下式給出:W = F .d   (其中 F 為作用力,d 為位移動距離)。功對時間求導即得到瞬時功率,也即力與速度的點積:P(t) = F(t) . v(t)。在旋轉的系統中(像我們的踩踏),功率P(t) =力矩.角速度。(其中的力矩=力量F.力臂)(角速度,即是我們通稱的「迴轉數」)。所以要提升功率(也就是瓦特),就必須加大踩踏的力矩,或是提高迴轉數。上文中提到的「以高迴轉數踩踏比重踩省力」,即是固定在某個選手能適應的高轉數,再用腿部本身的重量來維持某個固定力量,即可維持功率。(因為腿部的重量一定,所以「力」會固定,但「力矩」不會,因為力臂一直在變。力臂最大時是發生在三點鐘方向,這也是為什麼我摘錄的那張力矩座標圖會有一個高峰--Peak--即是踩踏時「力」一定,「力矩」隨著力臂而改變的實證。)