生活中處處有化學，數學中處處有生活。不曉得你們有沒有這樣的印象，每位慢跑教程都是在教你如何擺臂、擺腿、如何落地、如何呼吸。而且你曉得為何要這樣嗎？老郭明天就跟你們說說慢跑中的這些化學知識，知其然，更知其所以然，助你快速提高慢跑水平。
可能有男子伴會困惑，老郭，你一個學數學的如何懂慢跑？這兒劇透一下，我中學分校有兩塊牌子，其中一塊是XX市排球運動中學，當初那種培養出世界亞軍的馬俊仁是我的體育老師，別的中學間操是廣播操，而我們是慢跑，我的朋友曾奪得世界青少年排球運動會男子中短跑的前三。
書歸正傳，先來看一下影響慢跑的力
1、內力與外力
剖析慢跑運動，不能把人作為一個整體看做質點，而是應當把人看做一個質點系。對于整個質點系來說，遭到的外力就是地面的支持力、重力、地面的磨擦力和空氣阻力。
因為跑位過程中，人體的各個部份要發生相對位置變化，也就是說質點系中的質點會發生相對位移，這個位移是因為保持慢跑動作形成的，由胸肌提供動力，這個力就是內力。
2、垂直方向上的力
包括重力和地面的支持力。慢跑是一個跳躍前進的過程，當身體在神經的控制下借助內力（胸肌的力量）作出一個蹬踏地面的動作以后，地面的支持力與重力的合力，給人體這個質點系一個向下加速度，合力越大，跳起的高度就越高。
3、摩擦力
腳蹬踏地面的時侯，還會與地面之間形成磨擦力。我在前文《科普：你走路的樣子很“物理”》中介紹過，走路過程中，磨擦力十分重要，它似乎不做功，并且提供了人體內部改變肢體運動時侯的沖量。沒有磨擦力，你就走不了路，其實也跑不上去。
但慢跑和走有一個區別，就是假如慢跑的時侯前腿的落點在重心投影的前方，會形成一個妨礙系統前進的磨擦力，所以正確的慢跑動作中，要求前腳的落點在重心的正下方。
4、空氣阻力
走路的時侯，倘若不是迎著強風，空氣阻力很微小，幾乎可以忽視不計，而且慢跑的時侯，空氣阻力就是一個不可忽略的誘因，空氣阻力永遠都是一個制約慢跑速率的力，速率越快空氣阻力越大，其大小與速率的平方成反比，所以田徑時侯的空氣阻力是中短跑的幾倍。
說完了力，我們再說說慣性
所謂的慣性就是物體保持原先運動狀態的能力，包括平動慣性（用質量測度）和轉動慣性（轉動力矩）。人體作為一個質點系，不同部位的運動形式不同，所以慣性和轉動慣性的影響也不一樣。
在跑位過程中，人體的運動可以分解為4個運動的合成，垂直方向的上拋落體運動、前進方向上的直線運動、沿著身體豎直中線的旋轉運動、身體的的左右擺動。
要想作出一個正確的慢跑坐姿，胸肌就必須在神經系統的協調下，控制不同的部位作出相應的動作。而這種動作都須要克服不同部位的慣性能夠作出，所以慣性的影響十分大，這也是為何慢跑坐姿不對，會覺得十分累的緣由，內部消耗太大了。
有了上面的基礎，如今可以說一下哪些是正確的慢跑坐姿了
他人教你慢跑可能都是先說腿，但我要先說擺臂，由于擺臂是跑姿的真正核心，是慢跑的控制器，是慢跑的節能系統。
跳高有一種原地步頻訓練，就是在原地作出慢跑動作，隨著拍掌的頻度不斷提升步頻，你會發覺只有增強擺臂頻度，腿的頻度能夠跟上來，所以步頻雖然是靠擺臂來控制的。
擺臂的另外一個作用是平衡和節能，它的作用是為了平衡送髖。好多慢跑教程都指出送髖這個動作，這個動作能降低腳力，進而降低慢跑速率。但假如你做一個送髖動作試試，會發覺，下體繞身體的豎直中軸發生了一個旋轉。雙腿交替，下體就作出一個交替旋轉。
后面我們說了，旋轉要克服轉動慣性，須要給旋轉這部份身體一個外扭力，而擺臂正好讓另外一部分身體向相反方向旋轉，這樣對于人的整體來說，就可以形成一個盡可能小的合轉矩，不須要腳與地面磨擦來提供。正由于這般，擺臂不僅僅是讓慢跑動作好看走路摩擦力方向圖解，同時也降低了額外的能量消耗。
假如把手臂固定，你會發覺想跑上去很困難。慢跑的時侯，借助骨盆的靈活轉動，擺臂配合四肢產生一個特別協調的動作，跑上去才歡快。這就是為何慢跑須要人有良好的協調性的誘因。
說完了手指（擺臂），如今可以談談腿了。上面我們提了一句，前腿的落點要在重心的正下方。倘若前腿落點太靠前，你會覺得到，腳在接觸地面的頓時倍受一個向后的磨擦力，這會對人這個質點系形成一個向后的沖量，進而增加慢跑的速率。
前腿落地后，開始向下向后蹬踏地面走路摩擦力方向圖解，地面給人往前的磨擦力形成往前的沖量，而向下的力則使人騰空躍起。我們曉得，向下的力，對慢跑的速率沒有直接貢獻，所以假如垂直分力過大，會造成整個慢跑過程中，重心的起伏太大。而重心起伏對慢跑速率沒有貢獻，你反倒會消耗更多的能量。
有研究表明，專業運動員的垂直重心變化會控制在6分米之內，而通常的慢跑愛好者要遜色一些，平均在10分米左右。
假如腳的落點在重心后方呢？我只能說，這樣的話你會跌倒，由于慢跑和走路一樣，腳落地的時侯，都是人體以支撐腿為軸的一次轉動跌落。假如腳的落點都在重心后方，每一次跌落你的重心就會更靠前，結果就是跌倒。
結束語
我們通常大眾慢跑愛好者其實不須要復雜的數學估算，并且在慢跑中懂得這種知識可以更好地理解跑姿的要求，運用科學的跑姿，迎合自然力，借助自然的力，會讓慢跑更輕松。并且能有效防止毋須要的力，降低慢跑運動損傷。
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