運動與科學

名人推薦：國立臺灣師範大學教授 相子元

推薦序

為達奧林匹克「更高、更遠、更快」之目標，運動員就必須以最正確、安全、有效率的方式去移動身體；運動科學能以科學方法去瞭解人體各種動作，改善運動方式、預防運動傷害、提升運動表現，進而達到超越巔峰之目標。運動科學是一門專業且領域涵蓋廣泛的應用學科，舉凡醫學、生理、心理及生物力學等，都是運動科學涵蓋之範圍。
邱宏達教授是陽明大學醫工所碩士及台師大體育研究所博士，曾任職於國家運動訓練中心運動科學組，實際參與各種國家隊之培訓實務工作，現於成功大學體育健康與休閒研究所擔任副教授，從醫工領域進入運動科學領域，邱宏達教授一直不斷的吸收新知，並累積能量、結合運科實務與研究教學工作，終於完成了一本兼具科普及專業的著作《運動與科學》，欣聞邱宏達教授即將出版本書，本人欣然允序推薦。
本書嘗試將科學的方法運用在競技運動上，使有效提升競技運動學習的效果，除此之外，也可以藉由對運動科學的認識，幫助欣賞比賽和了解某些運動技術的科學原理，進而增加對於運動的興趣。這是一本相當實用的入門書，能夠讓運動員、運動指導者和運動愛好者，甚至一般民眾均可深入淺出的了解運動與科學之關係，讓運動科學不再深奧難懂，並期能讓更多人實際利用科學的方法參與運動，相信本書對讀者及運動科學領域都會有實質之助益。

相子元
國立臺灣師範大學 運動科學研究所　特聘教授

推薦序

為達奧林匹克「更高、更遠、更快」之目標，運動員就必須以最正確、安全、有效率的方式去移動身體；運動科學能以科學方法去瞭解人體各種動作，改善運動方式、預防運動傷害、提升運動表現，進而達到超越巔峰之目標。運動科學是一門專業且領域涵蓋廣泛的應用學科，舉凡醫學、生理、心理及生物力學等，都是運動科學涵蓋之範圍。
邱宏達教授是陽明大學醫工所碩士及台師大體育研究所博士，曾任職於國家運動訓練中心運動科學組，實際參與各種國家隊之培訓實務工作，現於成功大學體育健康與休閒研究所擔任副教授，從醫工領域進入運動科...

再版序

今年（2022）二月我卸下學校行政主管的業務，並開始接下來一年的休假研究。由於新冠肺炎疫情關係，我休假研究選擇在國內進行，而就在這個時候，五南出版社高主編找上了我，希望可以將《運動與科學》改版再出書。
自從2012年12月本書出版上市到現在也已過了10年。在這期間，中華代表隊從2017世大運、2018巨港亞運，直到2020年東京奧運（延至2021年舉辦）屢創佳績，也帶動國內競技運動科學研究的風潮，科技部並在2018年推動精準運動科學研究計畫，遴選國內8個跨領域的團隊，針對棒球、羽球、桌球、舉重與自由車等運動，進行運動科學的跨域研究，並以與科技產業合作為目標。
我有幸於2017年蒙臺灣師範大學相子元教授推薦，借調至「行政法人國家運動訓練中心」擔任運動科學處經理（後行政重新編組，改為處長），協助中華隊於2017世大運奪得26面金牌的空前佳績，在本書再版的第一章「運動科學理論與實務」中，針對當時國訓中心運科支援的內容，做了新的介紹。另，我也參與了本校心理系蕭富仁教授所執行之精準運動科學跨域整合型計畫，針對桌球運動員心智能力評估、技術動作診斷、比賽紀錄與情蒐系統等進行研究與產出，這部分也在本書第八章的「桌球」中有做介紹。
本次再版，除了在「運動科學理論與實務」中有較大篇幅的修正外，也在「球類運動的科學」中新增了「桌球」與「撞球」兩章，在「運動器材的科學」中新增了「健身運動器材」，另針對各章內容進行相關資訊的更新，如比賽紀錄、規則更改等。
當然，在修訂過程中難免會有疏漏的地方，如有相關資訊錯誤之處，也請讀者們不吝指教！
最後，期待本書再版，能為國內競技運動科學的推廣盡棉薄之力，也希望吸引更多有興趣的人才，加入競技運動科學或運動科技產業的行列中。

邱宏達
2022年5月寫於台南市

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作者序

在成大開設這門通識課，算算今年已然邁入第十年，從最初的課程內容規劃與資料蒐集，到現在總算完成了這本書的撰寫，寫書真的需要很大的毅力，過程中如果失去動力，實在很難持續下去。我在大約五、六前就開始計畫寫這本書，但是遲遲無法動筆，直到五南出版社的邀請，才催逼自己開始這艱辛的工作。
本書大致上就是我多年來上「運動與科學」通識課的講義，另外還補充了一些在課堂上沒講的內容，讓這本書更趨完整。整本書分為四篇，包含：運動科學介紹、田徑場上的科學、球類運動的科學以及運動器材的科學，有別於一般市面上看到的運動科學相關書籍，本書多著墨在競技運動，特別是第一章運動科學理論與實務，介紹了國內競技運動科學實務的推展，這一部分其實在國內已實施多年，但一般民眾知道的並不多。第二、三章介紹運動生物力學的理論與應用，對於運動生物力學有興趣的學生，這部分可以做為學習的入門，而我在撰寫這兩章時，也盡量避免使用艱澀的數學公式，取代以運動的例子做觀念上的說明。跑、跳、擲是所有競技運動的基本技能，因此在第二篇介紹田徑場上的科學。接著，在進入球類運動科學之前，先介紹常見的球賽賽程，這是最受學生喜歡的一堂課，由於學生常要舉辦系砂鍋，或是校際的比賽，知道怎樣設計好的賽程，對他們來說是相當實用的。由於本書篇幅的限制，因此本書在球類運動中，僅介紹大家較熟悉的棒球，想要對棒球有深入了解的人，建議你可以好好閱讀。最後，介紹競技運動不可或缺的運動器材，包含運動鞋，這也是非常受學生喜歡的一堂課，另外還有網球拍、棒球棒和高爾夫球桿等。
本書有幾項特別的地方，首先在內文中會出現一個特殊圖案並提出一個簡單的問題，這些問題都可當作在課堂中和學生互動討論的題目，有的在後文中有解答，有的則沒有標準答案；每章最後還有重點複習，讓學生可以對該章的介紹做整理回顧，授課老師也可以彈性作為回家作業，或是期末測驗的題庫。另外，內文中還附有YouTube影片的連結，可以搭配輔助內文文字的說明。雖然本書已做過多次校稿，但必然還是會有錯誤之處，也請讀者能不吝指教；當然，對本課程有興趣的老師，也歡迎和我聯繫，我很樂意提供上課的課程大綱和投影片。
本書能夠順利完成，要特別感謝五南出版社在後續排版、美編及印刷的幫忙，這本書才能如期出版。謝謝豐盛弟兄在插圖上的繪製，讓本書內容更豐富精采。謝謝運動生物力學實驗室的研究生：雅涵、時聿、培偉、沂萱、銘佑、蓓蓓，以及崇仁護專龔竑銘老師幫忙蒐集資料及撰寫部分內容，以及上我「運動科學實務」的學生們幫忙校稿。感謝國訓中心運科組，提供倫敦奧運運科支援的相關資料；感謝體育室陳敬能老師、謝孟志老師、馬上鈞老師在專長領域上提供意見；感謝臺灣師大相子元教授為本書撰寫推薦序。
最後，要感謝成大教師團契、台南聖教會弟兄姊妹對這本書長期的關心與代禱，成為我寫這本書最大的動力。謝謝我親愛的家人，讓我可以在夜深人靜時拼命的趕工，沒有辦法多一些時間陪伴你們。我也深信「若不是耶和華建造房屋，建造的人就枉然勞力；若不是耶和華看守城池，看守的人就枉然警醒」，將這一切榮耀都歸給神！

邱宏達　謹識

再版序

今年（2022）二月我卸下學校行政主管的業務，並開始接下來一年的休假研究。由於新冠肺炎疫情關係，我休假研究選擇在國內進行，而就在這個時候，五南出版社高主編找上了我，希望可以將《運動與科學》改版再出書。
自從2012年12月本書出版上市到現在也已過了10年。在這期間，中華代表隊從2017世大運、2018巨港亞運，直到2020年東京奧運（延至2021年舉辦）屢創佳績，也帶動國內競技運動科學研究的風潮，科技部並在2018年推動精準運動科學研究計畫，遴選國內8個跨領域的團隊，針對棒球、羽球、桌球、舉重與自由車等運動，進行運動科...

Part 1 運動科學介紹（Introduction of sport science）

Chapter1 運動科學理論與實務（Theory and practice of sport science）
壹、前言
貳、運動科學次領域
參、國內運動科學發展概況

Chapter2 運動生物力學理論與應用－靜力學（Statics）
壹、前言
貳、靜力學

Chapter3 運動生物力學理論與應用－動力學（Dynamics）
壹、前言
貳、運動學（Kinematics）
參、動因學（Kinetics）
肆、流體力學（Fluid mechanics）

Part 2　田徑場上的科學（Science of track and field）

Chapter4 徑賽（Track）
壹、前言
貳、環境因素對徑賽表現的影響
參、短距離跑的動作技術
肆、一百公尺
伍、兩百公尺
陸、四百公尺接力（4×100m relay）
柒、中長距離

Chapter5 田賽（Field）
壹、前言
貳、跳高
參、撐竿跳
肆、跳遠
伍、三級跳遠

Part 3　球類運動的科學（Science of ball game）

Chapter6 球賽賽程（Ball game schedule）
壹、前言
貳、循環制（Round robin）
參、淘汰制（Elimination）
肆、混合制
伍、著名比賽所採用的賽制

Chapter7 棒球（Baseball）
壹、前言
貳、棒球守備位置與打擊順序
參、投球
肆、打擊
伍、盜壘
陸、暗號（sign）
柒、數位影像科技在職棒比賽的運用
捌、常用棒球術語

Chapter8 桌球（Table Tennis or Ping Pong）
壹、前言
貳、桌球技術
參、桌球規則改變
肆、桌球即時記錄系統

Chapter9 撞球（Billiard or Pool）
壹、前言
貳、撞球基本桿法之力學分析
參、顆星解球

Part 4　運動器材的科學（Science of sport equipment）

Chapter10 運動鞋（Sport shoe）
壹、前言
貳、運動鞋的功能
參、運動鞋的構造
肆、仿赤腳鞋（barefoot shoe）
伍、運動鞋選購

Chapter11 球類運動器材的力學特性
壹、前言
貳、質量或重量
參、迴轉半徑（radius of gyration）
肆、旋轉半徑（radius of rotation）
伍、甜區（sweet spot）

Chapter12 網球拍（Tennis racket）
壹、前言
貳、網球拍的演進
參、網球拍的構造
肆、網球拍的重量與長度

Chapter13 棒球棒（Baseball bat）
壹、前言
貳、各類球棒
參、球棒的選用

Chapter14 高爾夫球桿（Golf clubs）
壹、前言
貳、高爾夫球基本裝備
參、揮桿重量（swing weight）
肆、桿身勁度（shaft stiffness）
伍、桿頸角度（Lie angle）

Chapter15 健身運動器材（Fitness Equipment）
壹、前言
貳、不運動的原因
參、健身運動器材

Part 1 運動科學介紹（Introduction of sport science）

Chapter1 運動科學理論與實務（Theory and practice of sport science）
壹、前言
貳、運動科學次領域
參、國內運動科學發展概況

Chapter2 運動生物力學理論與應用－靜力學（Statics）
壹、前言
貳、靜力學

Chapter3 運動生物力學理論與應用－動力學（Dynamics）
壹、前言
貳、運動學（Kinematics）
參、動因學（Kinetics）
肆、流體力學（Fluid mechanics）

Part 2　田徑場上的科學（Science of track and field）

Chapter4 徑賽（Track）
壹、前言...