ランニングシューズとランニングシューズのエネルギー

アスレチックシューズ（「エネルギーリターン」）のクッションシステムにおける弾性エネルギー貯蔵と回復は、パフォーマンスを向上させることができる望ましい品質であることが示唆されています。ただし、ランニングシューズクッションシステムのエネルギーを、ランニングアスリートの他の受動的エネルギー交換メカニズムと比較すると、エネルギーリターンの潜在的な利点が限られていることが示唆されています。ランニングシューズクッションシステムのエネルギー論は、in vivoで記録された足底圧力分布の靴への影響を分析するために、複数エレメントの非線形粘弾性モデルを使用して研究されています。ランニングシューズはエネルギーの正味の散逸ですが、10Jのオーダーの少量のひずみエネルギーは、ランニングステップ中に保管および回収されます。実際のエネルギー交換は、クッション材料の特性とランナーの足底圧の分布に依存します。エネルギーの貯蔵と回復は、靴のミッドソールのさまざまな地域のステップ全体で発生します。エネルギー散逸は、地上接触の衝撃段階に、空間的および時間的にほぼ完全に限定されます。したがって、靴から回収された入力エネルギーの割合は、ステップの衝撃段階のみを刺激する機械的テストによって予測されるものよりも高くなります。モデルシューズのエネルギー貯蔵と回復は、足と下肢のエネルギー論に局所的な影響を与えるのに十分な大きさですが、ボディセグメント内および体の間の受動的なエネルギー移動、または下肢のひずみエネルギー貯蔵と回復と比較すると控えめです。同様に、適切に設計された靴によって放散されるエネルギーの違いは小さく、体全体のエネルギー論に直接的な影響を与える可能性は低いと予測されています。ただし、間接的な運動的に媒介された効果の可能性は開いたままです。

It has been suggested that elastic energy storage and recovery in the cushioning system of an athletic shoe ('energy return') is a desirable quality that can enhance performance. However, comparing the energetics of a running shoe cushioning system with other passive energy exchange mechanisms in the running athlete suggests that the potential benefits of energy return are limited. The energetics of running shoe cushioning systems have been studied using a multiple-element, non-linear viscoelastic model to analyse the effect on the shoe of plantar pressure distributions recorded in vivo. The running shoe is a net dissipator of energy but small quantities of strain energy, of the order of 10J, are stored and recovered during a running step. The actual energy exchanges depend on the cushioning material properties and the runner's plantar pressure distribution. Energy storage and recovery occurs throughout the step in different regions of the shoe midsole. Energy dissipation is confined almost entirely, both spatially and temporally, to the impact phase of ground contact. Thus the proportion of input energy recovered from the shoe is higher than that predicted by mechanical tests which stimulate only the impact phase of the step. Energy storage and recovery in the model shoe are large enough to have local effects on the energetics of the foot and lower leg but modest when compared with passive energy transfer within and between body segments or strain energy storage and recovery in the lower limb. Similarly, differences in the energy dissipated by well-designed shoes are predicted to be small and unlikely to have a direct effect on the energetics of the body as a whole. The possibility of indirect, kinematically mediated effects remains open, however.