ランニングフォームと物理学

　より速く走れるようにするためには、現状よりも体力か技術を向上させる必要があります。しかし、「走る」という単純作業、まして長距離においては体力の占める比率が圧倒的に高いため、技術は軽視されがちです。それでも、技術を磨くことで少しでも記録の短縮ができるのであれば、これを使わない手はありません。

　ただし、「技術」とは一言で言っても長距離の場合、その要素はペース配分からフォームまで多岐に渡ります。ペースについては「イーブンペース理論」で解説しましたので、ここでは長距離走のフォームについて考察したいと思います。

　言うまでもなく走種目の目的は速く走ることにあります。では、「速く走る」とは具体的にどのようなことでしょうか。難しく言えば「人体という『物体』を定められた距離（例えば5000ｍという距離）をできるだけ短い時間で移動させる」ということになります。ということは、物理的に最も効率の良い運動を行うことができれば速く走ることが可能となる、ということです。

　しかし、言うまでもなく人間は機械ではありません。無尽蔵にエネルギーを放出させることはできないのです。そのため、限られた体力の許す限りのレベルで運動をコントロールする必要性が生まれます。そこでペース配分というものが重要となってきます。記録を短縮するためには距離に対する「平均速度」を上げる必要がありますが、そのためにはフォームによる影響も無視できません。極端なことを言えば、一歩あたりの推進力やエネルギーのロスを改善することで記録短縮につなげることも可能というわけです。では、理想的なランニングフォームとはどのようなものでしょうか。


等速直線運動とランニング

　残念なことにフォームは個人の筋力バランス等にも影響されるため、「これだ！」という理想はありません。形だけを真似しても、筋力・柔軟性などの諸要素が全て一致した状態でない限りはその人にとっての理想とは成り得ないからです。ただ、押さえるべきポイントというものが存在するのは事実です。結局のところ、理想的なフォームとはこの「押さえるべきポイント」を把握し、自分の身体にマッチしたロスのない走り方ということになります。

　「イーブンペース理論」でも触れましたが、走動作には慣性が働いています。エネルギーの消耗を抑える意味でも、長距離走の理想は等速直線運動ということになります。この運動を継続させるためには、障害となる要素を取り除かなければなりません。走行時に起きる上半身のブレや接地時のブレーキも、ロスという「障害」と言えます。速く走るためには、これらの動きを極力排除する必要があります。そのために必要なものが運動中に身体を制御するのに必要な筋力のトレーニングであり、適切な接地動作なのです。

　等速直線運動が有効である理由も慣性にあります。等速直線運動を行っている物体を加速させるには、さらなるエネルギーが必要となります。また、等速直線運動から減速する時は、ブレーキがかかることでエネルギーをロスします。しかし、等速直線運動を維持するだけであれば、エネルギー的な無駄はありません。このことからもイーブンペース理論の有用性は証明できるかと思います。ここから分かるのは、速く走るためには最初から最後まで一定のペースで走り続けるのが最も効率的だということです。

　しかしながら、最初から最後まで全く同じスピードで走り続けるというのはあまり現実的ではありません。そこで妥協案が生まれます。レースは静止した状態から始まりますから、最初はどうしても慣性に逆らって身体を前に進めることになります。そこで目標としたペースに乗せることができればいいのですが、やはり人間ですから400ｍあたり１〜２秒の狂いというものは生じてしまうものです。ただし、物体を加速させるには余計にエネルギーが必要です。このため、できることならこの「途中から加速する」という状況は避けたいのです。そこで、目標とするペースを１秒だけ上回るつもりで最初は走るようにします。そうすれば極端なブレーキをかけることなくローリスクで目標のペースに修正することができます。ペースさえつかんでしまえば、あとは等速直線運動を継続するのみです。

　前置きが長くなりました。ここで言いたいのは、速く走るためには等速直線運動を妨げないフォームを習得すればいい、ということです。走る動作は運動エネルギーと位置エネルギーによって成り立っています。脚を動かして地面を蹴ることで生じる運動エネルギーと、身体が傾き、前に倒れようとすることから生じる位置エネルギーです。これらのエネルギーから生じた運動が慣性の法則によって維持され、「ヒト」という物体は前方へと運ばれます。この二つのエネルギーが最も効率よく噛み合えば、より速く走ることができるのです。


二つのエネルギーと推進力

　まずは運動エネルギー。地面を蹴れば、当然ながら身体は前に進みます。ここで問題とされるのは、「重心のどの位置で地面を蹴ればいいか」という点です。重心を外せば、エネルギーを効率よく地面に伝えることはできません。意識すべきポイントは「重心の真下」です。実際の動作では慣性が働くために地面を押すベクトルは真下ではなく下方向斜め後ろとなりますが、「押す」ことを意識すると重心が残りすぎて脚が流れてしまうため、意識は「脚を真下にストンと下ろす」程度で問題ありません。「押す」ことを必要以上に意識するよりは、重心の真下で地面を捕らえつつ、脚の回転運動をスムーズに行うことを意識
するほうが賢明です。

　人間が走る上で地面と接触する部分は足の裏のみ。つまり、身体が前に進むかどうかはここの接地に全てかかってきます。等速直線運動を行う上でブレーキは邪魔者以外の何者でもありませんが、脚の回転を利用すればブレーキを最小限に抑えることが可能です。走動作で重心を外してしまうと必然的にブレーキがかかってしまいますが、ここで的確に重心を捉えることができれば回転を止めることなく走動作を継続することができます。この維持こそが等速直線運動ということになります。つまり、運動エネルギーに関して意識すべきポイントの大部分は重心なのです。それ以外の部分はさほど問題ではありません。上半身の動きは走る際の慣性を妨げないように意識していれば自然と改善されるでしょう。

　接地と並んで意識すべきなのは位置エネルギーです。運動エネルギーは走るために不可欠ですが、位置エネルギーは意識しなくとも走ることはできます。ただ、「走る」という動作にも位置エネルギーは少なからず影響していますので、これを意識することによって更なる記録短縮を図ることが可能となります。
　地球上に重力が存在する以上、人間は常に下方向に向かう力を受ける続けることになります。それは走動作も例外ではありませんので、脚で身体を支えることにより姿勢を保つことになります。そこで、この下方向のベクトルを推進力として利用するという発想が生まれます。

　直立状態であれば、位置エネルギーは真下に加わるだけなので前方向への働きは生まれません。しかし、これを少し傾けてみるとどうなるでしょうか。下方向ではなく、斜め下（斜め前）方向への位置エネルギーが発生します。つまり、これは推進力に転換させることができます。ただ、何もしなければそのまま倒れてしまいますので、倒れる前に脚で身体を支えることになります。つまり、倒れようとする位置エネルギーを支えようとする運動エネルギーで打ち消すという仕組みです。ただし、ここで忘れてはいけないのが重心の位置です。重心のポイントを外してしまえば地面に力は伝わらなくなり、せっかくの位置エネルギーも相殺されてしまいます。この状態が初心者にありがちな、腰の折れた「前屈」状態です。重心を押さえてあることが前提となって初めて位置エネルギーは利用価値を生み出します。

身体の軸を前傾させることで、 位置エネルギーを推進力として利用できるようになる。 （写真は２００５年１０月３０日の東大記録会）

　では、重心を的確に捉えながら位置エネルギーを利用するにはどこを意識すればいいのでしょうか。そのためにはまず、直立した状態から少しだけ顎を引いて頭を下げ、腰を折らないように気を付けながら上半身をほんの少し前傾させます。この腰を折らずに上体を傾ける動作こそが「骨盤の前傾」というものです。この時、地面に対して最も力が入るポイントを見つけることができれば、それが「前傾時の重心の真下」ということになります。横から見ればやや上体が前に傾くことになりますが、腰のところで身体の軸が折れていなければ問題はありません。地面を「押せている」感覚が自覚できると思います。この状態であればブレーキを最小限に抑えた等速直線運動ができるようになるでしょう。

　ただ、感覚というものはすぐに風化します。重心の位置にしても、動いている以上は絶え間なく微妙な変化を繰り広げますので、常に監視の目を光らせて意識する必要があります。また、疲労してくると上半身は酸素を求めて起き上がってきます。そうなれば当然ながら重心を捉えることは難しくなり、走りにロスが生まれます。


疾走中の意識

　長々と説明してきましたが、長距離のフォームとは等速直線運動を妨げないように身体を慣性の法則に従って動かす、という一点に尽きます。意識すべきポイントは数多くありますが、全力で走っている最中に意識できるのはこの程度だと思います。細かい部分は個人の身体的特徴に関わってくるので、あまり気にする必要はありません。接地と重心と骨盤を意識することができれば、自然と効率の良い走りが身につくはずです。たまには、自分の走りを客観的に捉えてみてはいかがでしょうか。

２００５．１０／２１