为什么在沙滩上行走这么难?
(2023-04-03 08:54:13)
撰文:乔安娜·汤普森
沙子很软,所以你走的时候会陷进去,但还有更多的原因。(图片:Bernd Opitz通过盖蒂图片社)
对一些人来说,没有什么比在沙滩上长时间散步更好的了。但不可否认,在海滩上走动并不像在路上或人行道上那么容易或那么快。但为什么在沙滩上行走这么难呢?
意大利维罗纳大学的生物力学研究员保拉.赞帕罗,在一封电子邮件中告诉《生活科学》:“沙子的问题在于它很软;你每走一步都会‘陷进去’。根据《实验生物学杂志》上的一项研究,这迫使你每走一步都要消耗2.1到2.7倍的能量。
但这不仅仅是沙子在你踩到它时会变形,海滩和沙丘的不平也使得它们很难通过。赞帕罗说:“在沙子上,支撑的基础也是不规则的,在不规则的地形上移动需要额外的能量。”这迫使你的身体对步态进行微小的、通常是潜意识的调整,让肌肉参与进来,尤其是脚踝和脚的肌肉,否则它们可能会得到更多的休息。英国利物浦大学生物力学研究员芭芭拉.格兰特说,这些肌肉“需要积极地收缩以确保稳定”,当你在一条布满岩石和树根的小径上徒步旅行时,也会产生类似的效果;即使你以合理的速度行走,你仍然会比在人行道上行走时更快地感到疲劳。
《皇家学会接口杂志》2022年的一项研究发现,另一种观点是,人们在沙子上行走的方式,与在坚硬表面上行走的方式不同。格兰特和她在利物浦大学的同事们通过分析人们脚下的力量以及每个人消耗的氧气量,比较了人们在泡沫和固体表面上行走的方式。他们发现,在沙子、泥和雪等柔软的表面上行走会导致人们迈出更大的步伐,并在臀部和膝盖做更大的动作——这些动作比在坚实的表面上走路消耗更多的能量。
有趣的是,科学家们发现在沙滩上跑步可以减少能源消耗的差异。沿着海滩跑步所需的能量,大约是在平坦、稳定的表面上跑步的1.6倍。然而,因为跑步(至少以快的速度)比悠闲的步行更耗能,所以与在沙滩上漫步相比,你在沙滩上冲刺仍然会花费更多的精力。
但正如经验丰富的海滩漫步者所知,有一种方法可以让在沙滩上行走更容易:只需加水。
赞帕罗说:“当沙子潮湿时,它会变得更加紧凑,在上面行走更像是在坚硬的地形上行走。”换言之,沿着海岸线行走,穿过海滩要容易得多,因为那里的波浪起伏很大。不过,这是一种平衡;过多的水可能会使沙子再次变得松软。
如果不能选择水,还有另一种方法可以让穿越沙子变得更容易:格兰特告诉《生活科学》:“增加你的表面积。”这可以通过穿鞋或改变步态来实现,比其他方式更平稳地落地。
虽然在沙滩上锻炼更难,但还是有一些很好的理由的。赞帕罗说:“在沙地上的冲击力比在坚硬的地形上的要低。”研究表明,在沙子上行走或跑步,对你的关节和肌肉来说要容易得多,尤其是与混凝土等无情的表面相比。这意味着沙子是一个更好的表面,可以帮助运动员更快地从训练中恢复,也可以帮助受伤后正在康复的人。事实上,许多职业运动员,包括NBA球星拉塞尔·威斯布鲁克,都将沙滩训练纳入了他们的锻炼方案中。然而,格兰特建议,在进行沙滩训练时要谨慎。她说:“由于沙子的不稳定性,绊倒或坠落的风险可能更大。”
所以,下次你在沙滩上愉快、放松地散步时,请记住:你实际上是在格外努力地工作——这更是你在海滩度假时,用玛格丽塔鸡尾酒庆祝的理由。