スポーツバイオメカニクスを学ぶために外せない知識、それがニュートンの法則です。

 

 

ここでは、ニュートンの第2法則(運動方程式)について、詳しく紹介していきます。

ニュートンの第2法則を式で表すと

 

F(力:N)=m(質量:kg)×a(加速度:m/s2) (Nは力の単位のことで、ニュートンと呼びます。)

 

となります。これは、質量がmの物体に、Fの力を加えていると、物体はaの加速度を持つということです。

 

もう少し具体的に見てみましょう。

 

質量が2kgの箱を、4Nの力で押した時、運動方程式に当てはめると、

 

 

つまり、その箱は毎秒2m/sずつ加速していくわけです。4Nで1秒押せば2m/sになり、10秒間4Nで押し続けたら20m/sまで、その箱は速度を上げることになります。

 

このように、「質量mの物体に力Fが働くと、加速度aが発生する、F=maの法則」が、ニュートンの第2法則(運動方程式)です。

 

「力と動き」を詳しく解析していくスポーツバイオメカニクスにおいて、運動方程式(F=ma)は最も重要とも言える法則です。

 

したがって、勘違いを生まないように理解をしておく必要があります。

 

よくある勘違いとして、「F=maだから、質量にあたるmを大きくすれば、力Fが増える！！じゃあ体重を増やせば大きな力が出せるんだ！」

 

と言ったものが挙げられます。これは間違いです。

 

質量mというのは、力が作用する物体のことであって、体重とは限りません。

 

野球の投球に例えると、質量mは、力が加えられるボールのことで、ピッチャーの体重ではありません。速い球を投げるには、投げている間にボールに大きな速度を持たせることが必要です。

 

言い換えると、150km/sを投げたければ、ボールから手が離れるまでに150km/sまでボールを加速させなければなりません。大きく加速させるには、大きな加速度aを持たせる必要があり、そのためにはより大きな力Fでボールを押すことが必要になります。

 

 

ここで、ボールの質量mが2倍になったとしましょう。

 

F=maのmの部分が2倍になるわけですから、Fも2倍になります。

 

このFはボールに伝わる力なので、2倍の重さのものは2倍の力で投げないと、同じくらいの加速度を持たせることは難しい…というわけです。
体重が2倍になると…力が増える…とかいうものではないことに注意しましょう。

 

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・「ニュートンの第1法則」慣性の法則(スポーツバイオメカニクス)   ・「ニュートンの第3法則」作用反作用の法則

 

 

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