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内力と外力の違い(「系」に働く力の区別)

バイオメカニクスにおける「系」とは何か?

バイオメカニクスを考える時に重要なのが、どの部分の運動を1つのかたまりとして見なすかです。

 

ヒトの身体全体を1つのかたまりとして考える場合、そのヒトの身体全体は「系」と見なされます。

 

また、ヒトの身体全体ではなく、太腿と膝下(大腿と下腿)を1つのかたまりとして見なす時は、その大腿と下腿を、1つの「系」と呼びます。

 

このように、運動をどのかたまり、すなわちどの系について考えるかが、バイオメカニクスで使用される「内力と外力」を理解する上で重要になってきます。


内力と外力

外から系に加わる力を「外力」系の内部で作用する力を「内力」と言います。

 

例えばヒトの身体全体を1つの系と見なすとき、重力や地面反力は外から系に加わる力なので「外力」です。

 

一方で、大腿骨と脛骨の間に作用している「関節反力」や、脛骨を引っ張っている大腿四頭筋の筋力などは、系の内部で作用する力なので「内力」に分類されます。

 

 

内力と外力は見なした「系」で変わる

では、ヒトの身体全体ではなく、下腿だけを1つの系と見なしたときを考えてみましょう。

 

この時の外力は、重力だけではなく、大腿骨から下腿(脛骨)に作用する力や、大腿四頭筋が脛骨を引っ張る筋力なども、系の外から作用する力になるので、外力になります。

 

 

このように、系の違いによって、外力と内力の捉え方は変化することを押さえておきましょう。

 

 

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