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ボクシングサイエンス その4 並進運動と回転運動

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合理的な運動

並進運動と回転運動

前回。

ボクシングサイエンス その3 二重振り子
合理的な運動 二重振り子 前回の記事。 少し復習です。前回てこはある軸を支点とした回転運動であり力点と支点の距離や力の向きと大きさがトルクを決めると説明しました。 要約すると軸から遠ければ遠いほど小さな力で軸を回転させら...

人体の運動を別の角度から観察してみると関節における運動は回転運動だけではありません。
回転運動のほかにもう一つ並進運動と呼ばれる運動があります。

並進運動

人体の運動は回転運動と並進運動の組み合わせで実現されています。
並進運動とは簡単に説明すると物体が回転せずにその位置を変える運動です。

下図の灰色の円盤が並進運動するとき赤い点と黒い点は平行に移動していきます。
このように並進運動とは物体のどの点においても同じような力が働き、どの点においても同じ速度で位置を変えて移動していくことです。

前回は二重振り子を紹介しました。
二重振り子は大きな力を生み出し末端を高速で動かす回転運動です。
今回は3つのてこの方法以外に並進運動によって回転運動が引き起こされていることを説明します。

並進運動に起因するトルク(回転運動)

下図を見てください。

振り子の紐の先端を掴んで左右に引っ張って水平に揺すってみます。
すると紐の先端に結び付けた小球も一緒に揺れ始め、根元の揺れの大きさによっては根元を軸として回転し始めます。
このように根元にある軸を揺らすことで小球を回転させることができるのです。
経験的に知っている現象だと思います。

先ほどの並進運動で説明すると、紐を掴んだ手の動きは並進運動ですが小球の運動は指先を回転軸とした回転運動になっています。
これが並進運動に起因するトルク(回転運動)です。

もう少し関節に近いモデルを使用します。

二重振り子の根元を握って前方へ並進移動させます。
少し手が動いた後、急ブレーキをかけて握っている手の並進運動を急停止させると2のふり子が時計回りに回転するのが想像できると思います。
野球の投球やテニスのスイング、ボクシングのパンチがこれに類似した運動であることは理解に容易いですね。
上図の手の並進運動が体幹部の前後の体重移動と股関節や腰椎、胸椎の回旋にあたり肩や肘、手首などの末端が上図の二重振り子の回転運動にあたります。

今回は2つの振り子で表現していますが、上図の連結(動員)する振り子(関節)の数を増やしていくと鞭のようにしなり末端に取り付けた振り子が高速で回転運動することが想像できると思います。
この二重振り子のように人体の各関節をタイミングよく連動させることで鞭のように末端を加速させ高速で動かすことができます。

簡単に要約すると末端(拳)の加速には並進運動が起因しており、その加速には並進運動の加速の方法と関節の並進運動の逆向きの加速度(ブレーキ)のタイミングが重要な関係を持っています。

この速度と破壊力を生み出す原理について少しづつまとめていきたいと思います。

話は変わります。
関節のしなり(連動)がいかに強力で動物の運動において重要なのか。

ネコ科動物の背骨のしなり

俊敏で爆発的な動きをする動物と言えばライオンやチーターのようなネコ科の猛獣を想像すると思います。
ライオンなどの大型のネコ科動物に限らず身近にいるイエネコも非常に高い身体能力を持っていることはご存じだと思います。
この瞬発力の源は背骨のしなりです。

猫を飼育している方はその体(関節)の柔軟さに驚かされるはずです。
特に猫と犬を同時に抱き上げた時、その柔らかさの違いを顕著に感じるはずです

陸上最速のチーターの背骨のしなりを見てみます。
強靭かつ柔軟な背骨がしなりを生み出し信じがたい推進力を生み出しています。

Cheetah – Chase Compilation

彼らは他の四足歩行の動物と比較すると非常に強靭で柔らかい関節を持っています。
特に脊椎は骨と骨をつないでいる靭帯と骨と骨の間にある椎間板が強靭かつ柔軟で非常に強いしなりを生み出すことができます。

ボクシングと関係なくなってしまいましたが、動物の運動においてこの「しなり(関節の連動)」が非常に重要であることは理解していただけたと思います。
次回はこのしなり(各関節で発生する加速度)の原理をもう少し掘り下げたいと思います。

このカテゴリーは私がボクシング(スポーツ)を始めた頃に教えてほしかった運動における基礎基本を簡単にまとめていきます。
なるべく面倒な数学や力学は省き直感的に理解できるように努めます。

このカテゴリーが完成した後に計算に必要な数学や力学はまとめていきたいと思います。

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