走りとニュートンの法則の関わり

 

短距離走の中で、ニュートンの法則がどのように関わっているかを100m走をもとに見ていきます。

 

100m走は大きく分けて、加速局面トップスピード局面減速局面に分けられます。
 

 

 

 

 

 

☆加速局面

短距離をする時に、人が唯一力を加えられるのが、「スターティングブロック」と「地面」です。

人は地面に力を加えて、「逆向きに押し返される力」を使って、前に進むことができます。

 

運動方程式はF=maです。

 

自分の体重が変わらないとすれば、できるだけ大きな力を加えられるほど、自分は前に素早く加速し、進むことができるのです。

 

 

 

 

この加速局面で、どれだけ高いスピードまで加速できるかが短距離走において重要になります。

 

そのために、強い力を地面に加えることは大事なことであると運動方程式を使って理解することができます。

 

 

 

 

☆トップスピード局面

人間は、いつまでも加速し続けることはできません。

自分が出せるトップスピードに達すると、それ以上速度を上げることはできなくなります。

 

この時、人はもうこれ以上加速ができない状態になっていると言えます。

 

慣性の法則からいくと、結果的に、前へ進む力が働いていないということです。

 

地面に足を着いたときのブレーキと、地面を押して前へ進むための力がちょうど釣り合った状態であるとも言えます。

 

 

 

 

 

 

☆減速局面

疲労によって、スピードが徐々に落ちていく局面です。

 

ここでは、減速しているので、後ろ向きの加速度が生まれていることになります。

 

すなわち、走っているとき、結果的に後ろ向きに力が加えられているということです。

 

推進力よりも、ブレーキが大きくなると、この状態が生まれます。

 

この時に無理に加速しようと、地面を後ろに大きく蹴ろうとすると、かえって減速が大きくなってしまいやすくなります。

 

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