運動生理週訊(第327期)
跑步速度增加對步頻與步幅的影響(May.18.2015)
王順正、林玉瓊
當跑步的速度固定時 (跑步機的速度為每小時8公里)，增加跑步步頻 (由每分鐘160步增加到180步) 會讓部分 (18%) 受試者，跑步時由腳跟著地調整為腳掌著地。但是，以每分鐘180步的步頻跑步時 (每小時8公里速度)，仍然有55%跑者以腳跟著地的方式跑步 (
運動生理週訊第305期「增加步頻會改變著地腳著地方式嗎？」)。如果，跑步速度越來越快時，跑步的步頻與步幅哪一個增加的比例比較高呢？
Brughelli, Cronin與Chaouachi (2011) 以16名澳洲職業足球選手為對象 (平均23.3±2.1歲、184.8±12.4公分、84.1±7.4公斤)，在跑步機上測量最大跑步速度後，依據隨機的方式進行40%、60%、80%的跑步機速度跑步，研究發現隨著跑步速度的增加，跑步的步頻與步幅皆顯著的增加 (下左圖)，當跑步速度由最大速度40%增加到60%時，步頻約增加6% (約2.6Hz增加到約2.75Hz)，步幅約增加35% (約0.8m增加到約1.1m)，跑步速度增加對於步幅的改變顯然遠大於步頻的改變。Hutchinson (2011) 整理Weyand等 (2000) 的論文資料，發現當跑步速度由3m/s增加到5m/s時，步頻約增加10% (約每秒1.25步增加到1.4步)，步幅約增加50% (約2.4m增加到約3.6m)，Hutchinson自己的步頻與步幅變化也有類似的結果 (下右圖)。事實上，由過去的研究可以發現，當跑步的速度達到最大速度的80%以上，或者跑步速度高於7 m/s時，跑步步頻會顯著的增加 (步幅則不再有顯著的提升)，但是實際進行長距離跑步時，不可能會以這麼快的速度長時間跑步。由此可見，不管是一般跑者或長距離跑步選手，參加長距離跑步比賽時，跑步速度越快，跑步的步幅增加率會顯著高於步頻的增加率 (步幅增加率是步頻增加率的5倍)。
跑步速度改變 (相對速度，Brughelli, Cronin, and Chaouachi, 2011，絕對速度，Hutchinson, 2011) 的步頻與步幅變化圖
Santos-Concejero等 (2014) 以11名休閒跑者 (平均38.5±4.0歲、176.9±6.9公分、69.6±7.4公斤、10公里成績38.9±3.2分鐘)、以及14名長跑選手 (平均27.9±6.4歲、176.7±5.3公分、64.7±3.9公斤、10公里成績31.7±1.4分鐘) 為研究對象，發現長跑選手擁有較低 (攝氧成本較低) 的跑步經濟性 (running economy, ml/kg/km)，而且長跑選手在不同速度下跑步時，步幅高於休閒跑者、步頻則低於休閒跑者，當跑步速度高於12 km/hr時則會出現步頻與步幅的顯著差異。跑步的攝氧成本 (單位為ml/kg/km) 與步幅成反比 (步幅越長、攝氧成本越低，跑步經濟性越好)，跑步的攝氧成本與步頻成正比 (步頻越高、攝氧成本越高，跑步經濟性越差)，跑步的攝氧成本與10公里跑步成績成正比 (10公里跑步時間越長、攝氧成本越高，跑步經濟性越差)。對於跑步選手來說，步幅的大小似乎是決定跑步成績的最主要因素。
Brughelli, Cronin與Chaouachi (2011) 針對職業足球選手的研究也發現，跑步機上跑步的最大速度快慢與步幅成正比 (r=0.66, p< .05)、與步頻的相關只有0.02。跑步最大速度快慢與水平方向作用力成正比 (r=0.47, p< .05)、與垂直方向作用力的相關只有0.24。這個研究再次證實，跑步時的步幅大小是決定跑步最大速度的最主要因素，步頻與跑步最大速度的關聯性不高。
跑步速度越來越快時，跑步的步頻與步幅哪一個增加的比例比較高呢？不管是一般跑者或長距離跑步選手，參加長距離跑步比賽時，跑步速度越快，跑步的步幅增加率會顯著高於步頻的增加率 (步幅增加率是步頻增加率的5倍)。再加上，跑步步幅與長距離跑步表現、跑步最大速度呈正比的現象，增加步幅來提升長距離比賽的跑步速度，似乎比增加步頻重要。
引用文獻
陳朝福、王顥翔、鄭婉廷、林玉瓊、王順正 (2014)。增加步頻會改變著地腳著地方式嗎？運動生理週訊，第305期。
http://www.epsport.net/epsport/week/show.asp?repno=305
Brughelli, M., Cronin, J., & Chaouachi, A. (2011). Effects of running velocity on running kinetics and kinematics. Journal of Strength and Conditioning Research, 25(4), 933-939.
Hutchinson, A. (2011). The problem with 180 strides per minute: some personal data.
http://sweatscience.com/the-problem-with-180-strides-per-minute-some-personal-data/
Santos-Concejero, J., Granados, C., Irazusta, J., Bidaurrazaga-Letona, I., Zabala-Lili, J., Tam, N., & Gil, S. M. (2014). Influence of the biomechanical variables of the gait cycle in running economy. International Journal of Sport Science, 36, 95-108.
Weyand, P. G., Sternlight, D. B., Bellizzi, M. J., & Wright, S. (2000). Faster top running speeds are achieved with greater ground forces not more rapid leg movements. Journal of Applied Physiology, 89(5), 1991-1999.
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