運動生理週訊(第19期)
運動強度的判定(負荷與耐力)(August 13, 1999)
王順正
對於參與重量訓練、進行健美運動的社會大眾與運動員來說，除了進行肌肉的等長收縮(isometric contraction) 訓練時，肌肉的實際負荷時間會較長以外，一般來說，以槓鈴進行肌肉的等張收縮(isotonic contraction)訓練時，每次舉重的實際時間皆相當短暫(僅幾秒至幾十秒)，不易形成心跳率與攝氧量的穩定狀態(steady state)出現，因此，利用心跳率與自覺量表進行運動強度判定的方式，不適合用來判定肌肉等張收縮訓練負荷的強度比例。最大反覆 (repetition maximum,簡稱RM)的概念，反而是等張肌力訓練時的運動強度判定依據。
所謂RM是指某些肌群在沒有疲勞的情況下，負荷某重量時，所能完成的最大反覆次數(Lorme與Watkins，1948)。因此，10RM代表某肌群能夠最大舉起十次的重量； 1RM代表能夠舉起的最大重量。例如雙手彎舉的主要肌群是肘關節曲肌(肱二頭肌、肱橈肌、肱肌)，某人雙手彎舉30公斤時，可以重複舉起6次，那麼這個人雙手彎舉肌群的6RM重量即為30公斤。
這種透過負荷與重複次數(或稱為耐力)的特殊關係，建立起來的運動強度判定方式，對於運動訓練的科學化來說，顯得相當的重要。研究者與運動參與者可以相當容易發現到，運動過程中的「負荷與耐力」特殊關係。例如某人雙手彎舉的1RM為50公斤、2RM為45公斤，3RM絕對不會是40公斤，而可能是42公斤；10RM時，則可能達30公斤；儘管，雙手彎舉的耐力表現，已由1RM增加到10RM之多，實際的負荷重量則僅下降40％。也就是說，人體在舉重運動的運動過程中，高負荷強度所能重複的次數較少，低負荷強度所能重複的次數較多，而且負荷與重覆次數間存在非線性的反比關係；當負荷的強度，低到可以進行30RM以上時，對於肌肉的訓練效果，大部分僅以肌肉的耐力為主，肌力與肌肉爆發力的訓練效果就較為有限。
因此，Monod與Scherrer(1965)提出肌肉的臨界負荷(critical power)與臨界力量(critical force)概念，用來說明肌肉能夠持續反覆無限多次的最大負荷；當舉重者訓練的重量低於臨界力量時，肌肉的訓練效果主要呈現在肌肉耐力與心肺耐力上。隨著RM次數的減少，肌肉參與無氧性的訓練愈來愈高，肌力的訓練效果也逐漸增加。由此可見，RM可以做為判定重量訓練強度的有效依據。
除了重量訓練以外，有關人體在較高速度的跑步情況下，也會有跑步速度與最大跑步距離間成反比的現象出現。下表是筆者節錄全國體育總會的全國田徑記錄資料，由表中的資料可以發現，當跑步的距離由 100公尺增加到5000公尺時，跑步的平均速度由每秒9.64公尺降低到5.92公尺，降低的比例接近4成，而且，跑步的距離達800公尺時，跑步的平均速度降低比例即超過2成；但是，當跑步距離由5000公尺增加到10000公尺時，跑步的平均速度則僅由每秒5.92公尺降低到5.71公尺，降低的比例未達0.4成。
| 跑步距離 | 跑步時間(全國記錄) | 平均速度 |
| 100m | 10.37 s(鄭新福) | 9.64 m/s |
| 200m | 20.93 s(陶武訓) | 9.56 m/s |
| 400m | 46.94 s(王榮華) | 8.52 m/s |
| 800m | 107.24 s(王榮華) | 7.46 m/s |
| 1500m | 226.40 s(黃文成) | 6.63 m/s |
| 5000m | 844.00 s(張金全) | 5.92 m/s |
| 10000m | 1752.10 s(許績勝) | 5.71 m/s |
資料來源：http://www.rocsf.org.tw/rec1.htm#ATHL
透過跑步距離與最高平均速度間的非線性反比關係，可以建立跑步運動時的有氧與無氧運動參與比例資訊。假設某人的400m最高平均速度為每秒7.42公尺，臨界負荷速度為每秒5.74公尺，則此人跑400m時的50﹪有氧與50﹪無氧的速度，等於7.42 ×50% + 5.74 ×50% = 6.58 (m/sec)，也就是以60.8秒跑步400m。
事實上，只要是持續運動時間較長的運動方式，不管是單一肌肉的活動，或者是腳踏車、跑步、游泳、舉重、划船等，都可以發現運動負荷與持續運動時間耐力的非線性反比關係。這種以「負荷耐力模式」為基準的運動強度判定方式，對於運動訓練強度較高、訓練計劃要更精確、以及以負重或負荷為基準的運動訓練過程而言，是相當重要的運動強度判定標準。「負荷耐力模式」不僅是近年來，運動生理學研究的主題之一，臨界負荷概念更有逐漸取代無氧閾值(anaerobic threshold)，成為有氧耐力訓練的重要依據。
無論如何，對於參與運動訓練的運動員而言，採用心跳率或自覺量表的強度判定方式，並無法事先計畫好運動的強度高低，運動參與者僅能夠於運動的過程中或運動後判定運動強度的高低。因此，直接透過運動的負荷強弱，進行運動耐力表現的比較衡量，反而是直接有效的運動強度判定方法。
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