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ボクシングサイエンス その1 てこ

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末端の高速運動

スポーツにおいて末端を高速で動かす原理を知るのは非常に重要です。
テニス、ゴルフ、野球、サッカーなどあらゆるスポーツにおいて勝利へと直結します。

てこ

義務教育でも学習するのでてこの原理は当然ご存じだと思います。
どんな原理であるか復習です。
簡単に言うと小さな力で重いものを動かすことができる原理です。

少しだけ具体的に言うと力点に同じ力を加えたとしても力点から支点までの距離を遠くすることで作用点に働く力が大きくなります。

この図では力点に力を加えると作用点に力が働いて黒い円で表現した質量が動きます。
同じ力の強さでより重い物体を動かしたいなら力点から支点までの距離rを長くすればよいのです。
付け加えると図を見ても分かるようにてこは支点を軸とした物体の回転力(トルク)を生み出すことだと言い換えることができます。

このようにある物体を回転させようとする力を「力のモーメント」や「トルク」と呼び以下の式で表せます。

N(重りを動かす力) = r(支点までの距離) × F(力点に加わる力)

体験を通して知っているように、回転軸(支点)から力点までの距離rが長ければ長いほど同じ力Fでも大きなモーメントNを作りだせます。

関節

このてこの原理を理解することがなぜ重要なのか。

人間の骨格を想像してみてください。
関節を軸として回転力(トルク)を発生させて動いています。
複雑な連動により隠されているため一見すると回転があるようには見えません。
しかし各関節の動きを分解して見てみると、すべては回転なのです。
その組み合わせ方によって「走る」、「跳ぶ」、「投げる」といった動作は実現されています。

既述したようにトルクにはてこの原理が働くため使い方次第では非常に大きな力を発生させることがでます。
トルクレンチが小さな力でボルトをきつく締められるのはてこの原理の応用しているからです。

この画像からも分かる通り肩の関節を回転軸として上腕へ、肘の関節を回転軸として前腕へ回転力(トルク)が働きます。手首も同様です。
手首、肘、肩、股関節、膝、足首の関節を連動させることで大きな力を生み出せるのです。

「歩く」動作は股関節や膝の回転が複雑に連動し全身に推進力を与えています。
「走る」動作はさらに複雑な関節の連動に加えて「慣性力」、「重力」を駆使することでより大きな推進力を発生させます。
「投げる」動作も同様に体幹で発生させた力を各関節を通して加速させ末端を高速に運動させます。

ボクシングにおいては関節を上手く連動させることにより末端の拳を高速で動かすことができるようになります。
鞭は速度が音速を超えると言われるほど末端が高速で動きます。
鞭はそのどの部分を切り取って見ても曲げることができます。関節がたくさんあるのです。
人体の関節には限りがあります。
しかしそれを上手く連動させることで鞭のように末端の拳を高速に加速させることができるはずです。逆に言えば上手く関節を連動させられないからこそパンチがないスピードがないと言われてしまうのです。

長い話になってくるので少しづつ更新していこうと思います。

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