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　　四、相同速度下不同著地方式受力分析

　　1. 慢跑時不同著地方式的分析

 慢跑腳跟著地

慢跑前腳掌著地

6:00配速可能是大多數跑友在日常跑步時的速度，我們來看一下慢跑時的受力分析。橫軸是時間軸，單位為毫秒。縱軸代表的就是地面反作用力，單位是牛頓。藍線代表腳跟著地，紅線代表前腳掌著地。我們不難發現前腳掌著地的話與地面的接觸時間較短。

　　關於縱軸就像前文描述的經典受力圖一樣，腳跟著地時在最大地面反作用力出現前，還有一個峰值，前腳掌著地則沒有。腳跟著地時曲線上升比較陡，代表緩衝不足，而前腳掌著地時，曲線上升比較平緩，代表緩衝更加充分。這兩點與著地時的經典受力分析幾乎一致。

我們可以做出這樣合理的推斷：慢跑時，腳跟著地瞬間，由於缺乏足踝緩衝，人體，特別是腳踝上方的膝關節瞬間受到一個較大的衝擊力，也即出現第一個峰值，待膝關節開始彎曲參與緩衝後，地面反作用力相對較緩慢地上升至第二個峰值。前腳掌著地時，由於足踝小腿及時參與緩衝，因此平緩地上升到最大值，只有一個峰值。

　　但與經典著地分析不同的是，我們得出的實驗結論中，前腳掌著地時的地面反作用力峰值大於腳跟著地時的峰值！這與一般認為的，地面反作用力的大小與著地方式無關，僅與體重相關這一觀點大相徑庭。那麼這一現象是偶然發生的，還是一般規律呢？我們來看一下快跑時的分析。

　　2. 快跑時不同著地方式受力分析

快跑腳跟著地

快跑前腳掌著地

4:00配速是水平比較好的跑友能夠達到的配速，我們來看一下該配速下的著地特點。腳跟著地時的第一峰值依然出現了，這說明腳跟著地瞬間產生的這一次較大的衝擊力並不會因為速度的改變而消失。但與慢跑時不同的是，腳跟著地與前腳掌著地時的衝擊力產生的快慢相差並不大。我們可以這樣推測，當跑步速度加快後，前腳掌著地雖然可以通過足踝小腿進行緩衝，但由於著地時間短，導致著地瞬間，前腳掌著地產生的緩衝並不是很充分。

同樣的，前腳掌著地時的地面反作用力峰值依舊比腳跟著地時的大，為甚麼會有這樣與經典受力分析所說“無論腳跟著地還是前腳掌著地，最大峰值受力不變”這樣不一致的結果呢？

　　3. 關於前腳掌著地時最大峰值力大於腳跟的分析

　　正如前文所說，經典一定是事實麼？可能吧T-T但小編總要給自己的實驗結果一個合理的解釋啊，畢竟這也是事實不是偶然吖。關於這一點，小編個人有兩個推論。

　　1 ) 無論腳跟還是前腳掌著地，只跟體重相關，始終保持不變的不是最大峰值力，而是衝量。衝量=力×時間。前腳掌著地時的觸地時間比腳跟著地短，力卻比腳跟著地要大。兩者的衝量（在圖中表現為曲線圍起來的面積）就基本一致了。這個需要用到高等數學微積分啥的，小編得花點時間再算算……

2 ) 我們現在討論的只是垂直向上的地面反作用力，而落地時真正所受到的力並非垂直向上，而是在一直變化的合外力（這時要用到中學物理的知識了）。也就是說，我們現在討論的是在著地過程中垂直方向的最大力，即地面反作用力。但這並不意味著這個力就是體重和配速造成的，因為有一部分力被分解為橫向的摩擦力（著地初期）或推進力（著地後期）了。

前腳掌著地時地面反作用力峰值大於腳跟著地時，可能是由於峰值力產生的瞬間，橫向的分力更小一些，所以垂直方向分力更大，而腳跟著地時橫向分力更大，所以垂直分力更小，著地初期的橫向分力是摩擦力，是剎車制動效果，所以會著地時的橫向分力小一些更好。